Архитектура ЭВМ.
Состав и назначение устройств
1. Архитектура ЭВМ
С этого урока мы начинаем знакомство с компьютером. Сначала речь пойдёт о техническом устройстве компьютера. В информатике существует понятие «архитектура ЭВМ». Рассмотрим два определения этого понятия:
Под архитектурой ЭВМ понимают описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.
Архитектурой ЭВМ называется обобщённая схема основных узлов и информационных потоков между ними.
Архитектура не включает в себя конструктивные подробности устройства машины, электронные схемы. Эти сведения нужны конструкторам, специалистам по наладке и ремонту ЭВМ. В пределах курса информатики нас будет интересовать только пользовательская точка зрения на компьютер, то есть как раз то, что входит в понятие архитектуры.
2. Состав и назначение устройств
Из истории науки и техники известно, что идеи многих своих изобретений человек подглядел в природе. Можно сказать, например, что Леонардо да Винчи и Жуковский «списывали» свои летающие машины с птиц.
В свою очередь компьютер человек «списал» с себя, только передав при этом не физические, а свои интеллектуальные возможности, которые в свою очередь направлены на работу с информацией. Т. о.,
Ø по своему назначению компьютер – это универсальное техническое средство для работы с информацией;
Ø по принципам устройства компьютер – это модель человека, работающего с информацией.
Из ранее пройденного известны 4 основных информационных функции человека:
- приём (ввод) информации;
- запоминание информации;
- процесс мышления (обработка информации);
- передача (вывод) информации.
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:
- устройства ввода;
- устройства запоминания – память;
- устройство обработки – процессор;
- устройства вывода.
Функции | Человек | Компьютер |
Хранение информации | Память | Устройства памяти |
Обработка информации | Мышление | Процессор |
Приём информации | Органы чувств | Устройства ввода |
Передача информации | Речь, двигательная система | Устройства вывода |
В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в неё результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку.
3. Виды компьютерной памяти
Работая с информацией, человек пользуется не только теми знаниями, которые помнит, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В теме «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надёжнее.
У компьютера тоже есть два вида памяти:
1) Внутренняя (оперативная) - это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении от сети информация исчезает (RAM – Random Access Memory – память произвольного доступа). В современных компьютерах имеется ещё один вид внутренней памяти, который называют ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (ROM – Read Only Memory – только для чтения). Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.
а) ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (энергозависимая память для чтения и записи информации);
б) ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (энергонезависимая память только для чтения информации).
Т. о., складывается следующая схема устройства компьютера. Впервые она была предложена в 1946 году американским учёным Джоном фон Нейманом. Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.
4. Схема устройства компьютера (1946 г., Джон фон Нейман)
И всё-таки нельзя отождествлять «ум компьютера» с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.
Программа – это последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.
Информация, обрабатываемая в компьютере программным путём, называется данными.
Программа, как и данные, помещается в память компьютера – внутреннюю или внешнюю. Это ещё один из принципов, сформулированных Джоном фон Нейманом – «принцип хранимой программы».
Принцип хранимой программы: программа, управляющая работой компьютера, находится в его внутренней памяти.
5. Домашнее задание
§ 5, учить конспект
Внутренняя память ЭВМ
1. Структура внутренней памяти
Устройства компьютера производят определённую работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Но смотреть мы будем не на технические элементы, из которых собрана память, а на принципиальную схему её организации.
Внутреннюю память можно представить в виде листа в клеточку. В каждой клетке может храниться в данный момент только одно из двух значений: нуль или единица.
Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.
Следовательно, данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.
Один символ из двухсимвольного алфавита несёт 1 бит информации. Действительно, N = 2. Из формулы N = 2i находим, что i = 1 бит.
Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется «бит».
Бит – наименьшая частица памяти компьютера. Следовательно, у слова «бит» есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Оба эти понятия связаны между собой следующим образом: в одном бите памяти хранится один бит информации.
2. Свойства внутренней памяти
Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера – дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. «Песчинками» компьютерной памяти являются биты.
Второе свойство внутренней памяти компьютера – адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации.
Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы, начиная с нуля.
Порядковый номер байта называется его адресом.
Принцип адресуемости означает, что запись информации в память и чтение её из памяти производится по адресам.
Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира – это байт, а номер квартиры – это адрес. Для того, чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается к внутренней памяти процессор компьютера.
Опорная схема:
3. Домашнее задание
1. § 6, учить опорный конспект.
2. Сколько килобайт памяти требуется для хранения двоичного кода, состоящего из 6000 нулей и 2192 единиц?
Решение
Дано: kо = 6000 k1 = 2192 N = 2 | Решение: I = k * i, N = 2i k = k0 + k1 = 6000 + 2192 = 8192 2 = 2i Þ i = 1 бит I = 8192 * 1 = 8192 бит = 8192 : 8 : 1024 = 1 (Кб) |
I - ? (Кб) | Ответ: 1 Кб |
Внешняя память компьютера
Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер
Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру одного или несколько дисководов и управления их работой нужен Дисковый контроллер
Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды
По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:
Устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;
Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует
В состав внешней памяти входят: 1) накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); 2) накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); 3) накопители на магнитооптических компакт дисках; 4) накопители на оптических дисках (CD-ROM); 5) накопители на магнитной ленте и др.
НГМД - накопители на гибких магнитных дисках
- Предназначены для хранения небольших объемов информации- Следует оберегать от сильных магнитных полей и нагревания
- Это носители произвольного (прямого) доступа к информации
- Используются для переноса данных с одного компьютера на другой
- Для работы с информации носитель должен быть отформатирован, т.е. должна быть произведена магнитная разметка диска на дорожки и секторы
- Скорость обмена информации зависит от скорости вращения дисковода. Для обращения к диску, вставленному в дисковод, присваивается имя А:
- Объём ГМД сравнительно небольшой (3,5 дюйма - 1,44 Мбайт)
- Рекомендуется делать копии содержимого ГМД
Диски называются гибкими потому, что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно. Поверхность диска покрыта специальным магнитным слоем (1- намагниченный участок, 0 – не намагниченный). Информация записывается с двух сторон диска на дорожки в виде концентрических окружностей. Дорожки разбиваются на секторы. Современные дискетки имеют программную разметку. На каждом секторе выделяется участок для его идентификации, а на остальное место записываются данные. Дисковод снабжен двумя двигателями. Один обеспечивает вращение внутри защитного конверта. Второй перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска. В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. С помощью бегунка это окно открывают и дискета становится доступна только на чтение, а на запись доступа не будет. Это предохраняет информацию на диске от изменения и удаления.
НЖМД - накопители на жестких магнитных дисках
- Предназначены для хранения той информации, которая наиболее часто используется в работе - программ операционной системы, компиляторов, сервисных программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных- Следует оберегать от ударов при установке и резких перемещений в пространстве
- Это носители с произвольным доступом к информации
- Для хранения информации разбивается на дорожки и секторы
- Скорость обмена информации значительно выше ГД
- Объём ЖД измеряется от Мбайт до сотен Гбайт
НЖМД встроены в дисковод и являются несъемными. Они представляют собой несколько алюминиевых дисков с магнитным покрытием, заключенных в единый корпус с электродвигателем, магнитными головками и устройством позиционирования. К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка, которая перемещается по радиусу диска с внешней стороны к центру. Во время работы дисковода диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации. Благодаря хорошей защищенности от пыли, влаги и других внешних воздействий достигают высокой плотности записи, в отличии от дискет.
Для обращения к НЖМД используется имя, задаваемое прописной латинской буквой, начиная с С: , но с помощью специальной системной программы можно разбить свой физический ЖД на несколько логических дисков, каждому из которых дается соответствующее имя.
Накопители на жестких магнитных дисках часто называют винчестер - по первой модели ЖД, имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что совпало с калибром 30?/30? охотничьего ружья
Оптические (лазерные) CD и DVD диски
- Предназначены для хранения любого вида информации- Информацию на CD записывается с помощью лазерного луча
- Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности
- Это носители прямого (произвольного) доступа к информации
- Объем (ёмкость) CD составляет сотни Мбайт; DVD -более 1Гбайта
- Более долговечны и надежны, чем магнитные диски
CD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали. Информация записывается отдельными секторами мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как «1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0». Это бесконтактный способ считывания информации. Срок хранения 50-100лет
DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и CD. Объем - Гбайт. Может быть односторонним или двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2 рабочих слоя.
Накопители на магнитных лентах (НМЛ)
- Используют для резервного (относительно медленного) копирования и хранения больших объемов информации (архивы)
- Устройство для записи и считывания магнитных лент называется стример
- Это устройство последовательного доступа к информации
Внешняя память компьютера
Внешняя (долговременная) память — это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя(устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — носителя.
Основные виды накопителей:
накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
накопители на магнитной ленте (НМЛ);
накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.
Им соответствуют основные виды носителей:
гибкие магнитные диски (Floppy Disk) (диаметром 3,5’’ и ёмкостью 1,44 Мб; диаметром 5,25’’ и ёмкостью 1,2Мб (в настоящее время устарели и практически не используются, выпуск накопителей, предназначенных для дисков диаметром 5,25’’, тоже прекращён)), диски для сменных носителей;
жёсткие магнитные диски (Hard Disk);
кассеты для стримеров и других НМЛ;
дискиCD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.
Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения/воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации, различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.
Основные характеристики накопителей и носителей:
информационная ёмкость;
скорость обмена информацией;
надёжность хранения информации;
стоимость.
Остановимся подробнее на рассмотрении вышеперечисленных накопителей и носителей.
Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя, на который, непосредственно осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение величины напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.
Дисковые устройства делят на гибкие (Floppy Disk) и жесткие (Hard Disk) накопители и носители. Основным свойством дисковых магнитных устройств является запись информации на носитель на концентрические замкнутые дорожки с использованием физического и логического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе чтения/записи, чем и обеспечивается обслуживание всей концентрической дорожки, чтение и запись осуществляется при помощи магнитных головок чтения/записи, которые позиционируют по радиусу носителя с одной дорожки на другую.
Для операционной системы данные на дисках организованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80) представляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секторами. При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объёма запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байт. Цилиндр— это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек. Кластер(или ячейка размещения данных) — наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла. Обычно кластер — один или несколько секторов.
Перед использованием дискета должна быть форматирована, т.е. должна быть создана её логическая и физическая структура.
Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если
дотрагиваться до записывающей поверхности;
писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
сгибать дискету;
перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
подвергать дискету воздействию магнитных полей.
Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства — камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей, помещённых на один ось, и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и (или) контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.
Принцип функционирования жёстких дисков аналогичен этому принципу для ГМД.
Основные физические и логические параметры ЖД.
Диаметр дисков. Наиболее распространены накопители с диаметром дисков 2.2, 2.3, 3.14 и 5.25 дюймов.
Число поверхностей— определяет количество физических дисков, нанизанных на ось.
Число цилиндров— определяет, сколько дорожек будет располагаться на одной поверхности.
Число секторов — общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя.
Число секторов на дорожке — общее число секторов на одной дорожке. Для современных накопителей показатель условный, т.к. они имеют неравное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя интерфейсом устройства.
Время перехода от одной дорожки к другой обычно составляет от 3.5 до 5 миллисекунд, а у самых быстрых моделей может быть от 0.6 до 1 миллисекунды. Этот показатель является одним из определяющих быстродействие накопителя, т.к. именно переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произвольного чтения/записи на дисковом устройстве.
Время установки или время поиска — время, затрачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произвольного положения.
Скорость передачи данных, называемая также пропускной способностью, определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходимое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (MBps) или мегабитах в секунду (Mbps) и является характеристикой контроллера и интерфейса.
В настоящее время используются в основном жёсткие диски ёмкостью от 10 Гб до 80 Гб. Наиболее популярными являются диски ёмкостью 20, 30, 40 Гб.
Кроме НГМД и НЖМД довольно часто используют сменные носители. Довольно популярным накопителем является Zip. Он выпускается в виде встроенных или автономных блоков, подключаемых к параллельному порту. Эти накопители могут хранить 100 и 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету формата 3,5’’, обеспечивают время доступа, равное 29 мс, и скорость передачи данных до 1 Мб/с. Если устройство подключается к системе через параллельный порт, то скорость передачи данных ограничена скорость параллельного порта.
К типу накопителей на сменных жёстких дисках относится накопитель Jaz. Ёмкость используемого картриджа — 1 или 2 Гб. Недостаток — высокая стоимость картриджа. Основное применение — резервное копирование данных.
В накопителях на магнитных лентах (чаще всего в качестве таких устройств выступают стримеры) запись производится на мини-кассеты. Ёмкость таких кассет — от 40 Мб до 13 Гб, скорость передачи данных — от 2 до 9 Мб в минуту, длина ленты — от 63,5 до 230 м, количество дорожек — от 20 до 144.
CD-ROM — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.
Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75’’) изготовлен из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.
Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощён. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.
Скорость считывания информации с CD-ROM сравнивают со скоростью считывания информации с музыкального диска (150 Кб/с), которую принимают за единицу. На сегодняшний день наиболее распространенными являются 52х-скоростные накопители CD-ROM (скорость считывания 7500 Кб/с).
Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.
Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определённом смысле универсальными.
Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. универсальный цифровой диск. Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много информации — от 4,7 до 17 Гбайт. Воз-можно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сего-дня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).
Разброс ёмкостей возникает так: в отличие от CD-ROM, диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски емкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные — 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонние двухслойные — 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные — 17 Гбайт (DVD-18). В зависимости от объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.
Таким образом, здесь приведён обзор основных устройств внешней памяти с указанием их характеристик.
Дополнительный источник:http://infosgs.narod.ru/10.htm
Домашняя работа: параграф 6 (учить опорный конспект) + задача.
Какой объём (в мегабайтах) имеет двусторонняя дискета, если каждая сторона её разбита на 80 дорожек по 20 секторов на дорожке? Объём каждого сектора составляет 0,5 Кбайт.
Решение
Дано: 2 стороны по 80 дорожек по 20 секторов по 0,5 Кб | Решение: ОБЪЁМ = СТОРОНЫ * ДОРОЖКИ * СЕКТОРА * БАЙТЫ I = 2 * 80 * 20 * 0,5 = 1600 Кб = 1600 : 1024 » 1,56 Мб |
I - ? (Мб) | Ответ: 1,56 Мб |
Прикладное программное обеспечение (ППО)
1. Понятие программного обеспечения
Компьютер, который собрали на заводе из микросхем, проводов, плат и прочего, подобен новорожденному человеку. Он ещё ничего не знает и не умеет. Но сам он и не поумнеет. Для того, чтобы компьютер стал «умным», в него надо заложить информацию: данные и программы. Этим занимаются программисты. Они составляют программы, подготавливают необходимые данные для их работы и всё это записывают на магнитные или лазерные диски. После такого «обучения» компьютер передаётся пользователю. С ним теперь можно общаться, ему можно поручать различную работу с информацией.
Таким образом, компьютер представляет собой единство двух составляющих: аппаратуры (hardware) – твёрдой компоненты и программного обеспечения (software) – мягкой компоненты.
ПО компьютера – это вся совокупность программ, хранящихся в его долговременной памяти.
2. Состав программного обеспечения
Для того, чтобы один пользователь мог выполнять одну работу на компьютере, а другой – другую, на нём должны быть установлены разные программы. Поэтому ПО не является чем-то неизменным. Оно может пополняться, развиваться, изменяться точно так же, как знания человека. («Век живи – век учись»)
В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нём просто ничего не сделать. Оно называется системным программным обеспечением (СПО). Покупатель приобретает компьютер, оснащённый системным ПО, которое не менее важно для работы ЭВМ, чем память или процессор. Кроме системного в состав программного обеспечения входят ещё прикладное программное обеспечение (ППО) и системы программирования (СП).
3. Прикладное программное обеспечение
Прикладное ПО – программы, с помощью которых пользователь решает свои информационные задачи, не прибегая к программированию.
Системное программное обеспечение (СПО).
Системы программирования (СП)
Файлы. Файловые структуры
I. Понятие файловой системы
Вся информация на компьютере, в том числе ПО, хранится в файлах на устройствах внешней памяти.
Файл – поименованная область внешней памяти ЭВМ.
Любому пользователю, работающему на компьютере, приходится иметь дело с файлами. Даже для того, чтобы поиграть в компьютерную игру, нужно узнать, в каком файле хранится её программа, суметь отыскать этот файл и инициализировать работу программы.
Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы.
Файловая система – это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций над файлами.
Чтобы найти нужный файл, пользователю должно быть известно:
а) имя файла;
б) место хранения файла.
II. Имя файла
Практически во всех ОС имя файла составляется из двух частей, разделённых точкой. Например, test.txt. Слева от точки находится собственно имя файла, а точка и следующая за ней часть имени называются расширением (типом) файла. Максимальная длина имени 255 символов, расширения – 3 символа. Расширения может и не быть.
Расширение (тип) указывает, какого рода информация хранится в данном файле. Например, .txt, .doc – текстовые файлы, .bmp, .pcx. – графические файлы, .arj, .rar, .zip – архивные файлы, .com, .exe, .bat – исполняемые файлы (программы).
III. Файловая структура
О файловых структурах можно говорить лишь применительно к дискам. На одном компьютере может быть несколько дисководов – устройств работы с дисками. Каждому дисководу присваивается однобуквенное имя: А, В, С. Часто на персональных компьютерах диск большой ёмкости, встроенный в системный блок (жёсткий диск или винчестер), делят на части, каждый из которых называется логическим диском и ему присваивается имя С:, D:, Е: т. д.. Имена А: и В: обычно относятся к съёмным дискам малой ёмкости – дискетам, которые тоже можно считать логическими. Следовательно, А:, В: С:, D:, Е:,… - всё это имена логических дисков. Таким образом, первой координатой, определяющей место расположения файла, является имя логического диска, содержащего файл.
Логический диск – это физический (реальный) диск или часть физического диска, которому присвоено собственное имя.
Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой.
Различные ОС могут поддерживать различные организации файловых структур. Существует две разновидности файловых структур:
а) простая (одноуровневая) - простая последовательность файлов.
Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Например, если файл test.txt находится на диске А:, то его полный адрес выглядит так: А: test.txt.
б) иерархическая (многоуровневая) – древовидный способ организации файлов на диске.
Этот способ организации похож на «бумажный» способ хранения: шкаф - ящики - папки - вложенные папки - отдельные документы (листы) (или как в сказке: на дубе висит сундук, в сундуке – заяц, в зайце – утка, в утке – яйцо, в яйце – игла, на конце которой смерть Кощеева). По аналогии файлы хранятся в папках, те в свою очередь в больших папках и т. д., и каждая из них озаглавлена. Папка самого верхнего уровня, которая не вложена ни в какие другие, называется корневой. Таким образом, второй координатой, определяющей местоположение файла, является путь к файлу на диске.
Путь к файлу на диске – это последовательность, состоящая из имён папок, начиная с корневой и заканчивая той, в которой непосредственно хранится файл.
Последовательно записанные имя логического диска, путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла.
Используя файловую систему ОС, пользователь может последовательно просмотреть на экране содержимое папок, продвигаясь по дереву файловой структуры вверх или вниз. Найдя запись о нужном файле, применяя команды ОС, пользователь может выполнять с ним различные действия: инициализироваь программу, содержащуюся в файле, открыть файл для просмотра, редактирования и форматирования содержимого, удалить, переименовать, копировать, переместить файл и т. д.
IV. Домашнее задание
§ 12, учить конспект
