Программное обеспечение ЭВМ - Томский политехнический
advertisement
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: однозадачные (MS Dos) многозадачные д (Windows, ( , Unix,, OS/2 и др др.)) По числу одновременно работающих пользователей: однопользовательские (MS Dos) многопользовательские (Unix, Windows NT и др.) По принципу распределения процессорного времени: с невытесняющей многозадачностью (Windows 3.x) c вытесняющей многозадачностью,(Windows, Unix, OS/2 и др.) По числу выделяемых потоков при решении задач: однопотоковые (Ms Dos) многопотоковые (Windows, Unix, OS/2 и др.) 11 По разрядности: 16 – разрядные 32 – разрядные 64 – разрядные По типу аппаратуры, которой управляет ОС: ОС мэйнфреймов (OS/390) серверные ОС(Windows 2000, Unix) ОС для ПК (Windows, Linux) ОС реального времени (QNX, VxWorks) встроенные ОС (Windows CE, PalmOS) 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: 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: организует р у независимость программ р р от уустройств р ввода-вывода д д обеспечивает обработку ошибок (чтения или записи) обеспечивает буферизацию данных управляют устройствами коллективного пользования (диски) и выделенного пользования 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: создает для пользователей виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ; скрывает от пользователя картину реального расположения информации во внешней памяти; обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации ЭВМ; обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными; 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: одноуровневая многоуровневая - 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
