Базовая система ввода-вывода. Понятие CMOS

 

В момент включения компьютера в сеть в его оперативной памяти нет никаких данных и программ, так как она не может хранить информацию без постоянной подзарядки ячеек. Однако процессору необходимы команды и сразу после включения компьютера. Именно поэтому на адресной шине процессора появляется стартовый адрес, по которому обращается процессор. Этот адрес указывает на постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором информация может храниться продолжительное время даже при отключенном питании. Программы, которые находятся в ПЗУ, называют «зашитыми», поскольку их записывают сразу при изготовлении микросхемы.

BIOS {Basic Input Output System — базовая система ввода-вывода) — комплект программ, входящих в ПЗУ. Главной задачей этих программ является проверка состава и работоспособности компьютерной системы и обеспечение работы с клавиатурой, мышью, монитором и дисками. Также программы, входящие в состав BIOS, дают возможность вмешиваться в ход запуска системы с помощью клавиатуры и просматривать диагностические сообщения на экране.

Для работы со стандартными устройствами достаточно программ, входящих в BIOS, однако на практике мы сталкиваемся с необходимостью работы с устройствами, о которых изготовители BIOS ничего не знают (например, жесткие и гибкие диски), поэтому программы, входящие в состав BIOS, должны получить необходимые параметры этих устройств. Для этого на материнской плате существует микросхема памяти CMOS. Ее принципиальное отличие от оперативной памяти заключается в том, что она не исчезает после выключения компьютера, а от постоянной — тем, что изменять и вносить в нее данные можно самостоятельно. Подпитка этой микросхемы происходит постоянно от маленькой батарейки на материнской плате, ее заряда достаточно для того, чтобы микросхема не потеряла информацию, даже если компьютер будет выключен несколько лет. Микросхема CMOS содержит в себе данные о гибких и жестких дисках, процессоре и ряде других устройств материнской платы.

26.Таким образом, программы, входящие в состав BIOS, получают данные о составе оборудования из микросхемы CMOS, после чего обращаются к жесткому или гибкому диску и начинают работу с программами, которые там записаны.

 

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

 

Операционная система — основная и необходимая часть программного обеспечения, осуществляющая контроль за всеми подключенными к компьютеру устройствами, преобразующая сигналы, посылаемые другими программами, в компьютерный код и обеспечивающая пользователю удобную работу с компьютером.

Операционная система имеет сложную структуру и состоит из различных элементов, каждый из которых выполняет конкретные функции. Рассмотрим составляющие операционной системы подробно.

Управление файловой системой. Процесс работы компьютера заключается в обмене файлами между различными устройствами. В состав операционной системы входят программные модули, которые осуществляют контроль над файловой системой. Командный процессор запрашивает у пользователя команды (различные операции над файлами, запуск программ) и выполняет их.

Драйверы. Позволяют управлять работой и производить настройку отдельных устройств, подключенных к компьютеру (клавиатура, монитор, принтер, дисковод).

Графический интерфейс разработан для упрощения работы пользователя: он позволяет отдавать команды щелчком мыши по соответствующему значку, а не посредством введения команд с клавиатуры. Сервисные программы (утилиты) позволяют работать с дисками, файлами, сетью. Справочная система дает возможность быстро получить необходимую информацию о работе операционной системы и ее модулей.

По количеству выполняемых одновременно задач операционные системы могут быть однозадачными и многозадачными. Однозадачные системы (DOS) функционируют в направлении интеграции нескольких видов заданий в конкретных программах в тот или иной момент времени, не позволяя другим программам вмешиваться в процесс. Многозадачные системы (Windows) обладают свойством самостоятельно в зависимости от ситуации передавать управление тому или иному приложению (вытесняющая многозадачность) или обеспечивать работу приложений последовательно (кооперативная многозадачность).

По возможности сетевой интеграции пользователей выделяют однопользовательские (ориентированные на автономное пользование) и многопользовательские (обеспечивающие доступ группе пользователей) операционные системы.

Также существует классификация операционных систем по разрядности. Раньше были 16-разрядные системы (DOS, Windows 3.1, Windows 3.11), сейчас существуют 32- и 64-разрядные операционные системы.

В настоящее время популярны такие операционные системы, как Linux и операционные системы корпорации Microsoft.

Linux — операционная система семейства Unix, предназначенная для программирования и решения пользовательских задач. Графическим интерфейсом для Linux является X Windows. Эта среда поддерживает большое количество приложений и дает возможность пользователю работать одновременно с несколькими программами, а также с помощью протоколов TCP/IP просматривать на своем компьютере приложения других машин. Microsoft начала свое производство с выпуска Microsoft Networks, который иногда называют MS-NET. Несколько принципов этого продукта нашли свое применение в LAN Manager и в Windows NT. Кроме того, Microsoft выпустила операционную систему Windows for Workgroups, предназначенную для работы в небольшой сети.

LAN Manager является первопроходцем среди сетевых операционных систем, созданных для среды «клиент-сервер». Наиболее эффективно такая система применяется в базах данных.

Операционные системы Windows благодаря использованию современных технологий отличаются адаптирован-ностью, переносимостью, надежностью, совместимостью и производительностью.

 

СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

 

Система программирования предназначена для разработки различных программ на соответствующих языках программирования.

Рассмотрим основные составляющие современных систем программирования:

· компилятор или интерпретатор;

· интегрированная среда разработки; инструменты создания и работы с текстовыми программами;

· наличие библиотеки стандартных программ и функций;

· отладочные программы, способствующие нахождению и ликвидации ошибок в программе;

· близкая пользователю диалоговая среда;

· многооконный режим работы;

· современные графические библиотеки и утилиты для работы с ними;

· встроенный ассемблер (программа, предназначенная для перевода удобных пользователю специальных обозначений в компьютерный код); справочная служба.

В настоящее время наиболее популярными системами программирования являются Basic, Pascal, C++. Кроме того, широкое распространение получили системы программирования, направленные на создание Windows-приложений: Borland Delphi, Microsoft Visual Basic и Borland C++.

В системах программирования используются соответствующие языки программирования. Считается, что чем меньше язык ориентируется на особенности процессора, тем выше его уровень. Языки программирования низкого уровня предназначены для работы с конкретным процессором с учетом его особенностей, высокого уровня — более доступны пользователю. Самый низкий уровень языков программирования для любого типа процессора — язык ассемблера, позволяющий представить компьютерный код в виде условных обозначений, а не в виде чисел.

К языкам программирования высокого уровня относятся Fortran, Cobol, Algol, Basic, Pascal, С, C++. Рассмотрим их подробнее.

Fortran, созданный в 1958 г. Дж. Бэкусом, является первым компилируемым языком программирования. Основные принципы его позднее использовались во многих других языках. Популярность Fortran объясняется простотой его изучения, широкой областью применения (используется для теплофизических, электротехнических и других расчетов).

Cobol был создан в 1959 г. Это компилируемый язык программирования «делового» назначения. Главное отличие данного языка заключается в том, что он содержит инструменты для работы с базами данных.

Algol был разработан в 1960 г. Он используется преимущественно в научной сфере (прикладной математике, физике), поскольку за счет строгих правил синтаксиса появилась возможность писать большие программы, но также возникли трудности практического применения данного языка для решения повседневных задач.

Язык программирования Basic был разработан в 1965 г. Дж. Кемени и Т. Курцем. К его достоинствам относится сравнительно небольшой размер интерпретатора, он подходит для алгоритмического программирования. К недостаткам Basic можно отнести его способность составлять лишь сравнительно небольшие программы.

В 1970 г. Н. Вирт разработал язык программирования Pascal как средство для обучения студентов программированию. Для данного языка характерно структурное программирование, что значительно облегчает написание сложных программ. В основу языка Pascal заложены основные принципы Algol с упрощенным синтаксисом.

Язык программирования С, созданный в 1972 г. Д. Ритчи, объединяет в себе все особенности языков высокого уровня с возможностью эффективно и рационально использовать ресурсы компьютера. Данный язык достаточно сложен за счет структурного программирования, но и располагает большими возможностями программирования, в частности способен генерировать более производительный и компактный код.

В настоящее время самым универсальным языком программирования является C + +, разработаный Б. Страуструпом на основе языка С. Он позволяет разрабатывать достаточно большие проекты. Так, с его помощью была создана операционная система Windows 95/98.