ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА WINDOWS

Рис. 2.1 Упрощенная структура персональной ЭВМ

Т

Воспитательная.

Познавательная функция исходит из познания исторического процесса как социальной отрасли научного знания; выявления главных тенденций общественного развития истории и как итог – теоретического обобщения исторических фактов.

Практико-политическая функция , выявляя закономерности развития общества, помогает разработать научно обоснованный политический курс.

Мировоззренческая функция при изучении истории в значительной степени определяет формирование научного мировоззрения.

Воспитательная функция состоит в том, что знание истории активно формирует гражданские качества личности, позволяет разобраться в достоинствах и недостатках современной общественной системы.

· Классиками отечественной исторической науки стали Николай Михайлович Карамзин (1766-1826, «История государства Российского» в 12 т.), Сергей Михайлович Соловьев (1820-1879, «История России с древнейших времен» в 29 т.), Василий Осипович Ключевский (1841-1911, «Курс русской истории» в 5 т.).

V

Контроллер Контроллер Контроллер Контроллер Контроллер ~.

Магистральный интерфейс

Контроллер Контроллер Контроллер

[Микропроцессор! ПЗУ ОЗУ

Сопроцессор

Генератор Тактовых импульсов

(Устройство управления)

НЖМД (Винчестер)

НГМД (Дисковод)

CD-ROM

(или иное

устройство)

 

Материнская плата

Системный блок

На схеме двунаправленные стрелки указывают на то, что информация движется как от процессора к периферийным устройствам, так и в обратную сторону. Схема носит условный характер, иллюстри-рующий только основные принципы устройства современного компьютера, поэтому ряд устройств не изображены (прямоугольник с многоточием), но могут быть подключены.

Если открыть корпус компьютера, то можно увидеть большую плату, на которой размещаются мик-росхемы, другие электронные устройства и разъемы (слоты), в которые вставлены другие платы и к ко-торым посредством кабелей подключены другие устройства. Это и есть материнская плата.

Конфигурация компьютера – это состав устройств, подключенных к компьютеру.

Открытая архитектура позволяет выбирать конфигурацию компьютера, т.е. комплектовать его по своему выбору из достаточно большого количества совместимых с используемой материнской платой и процессором устройств, имеющихся на рынке (в том числе и произведенных различными фирмами). Кроме того, всегда имеется возможность модернизировать, а также расширить систему, подключив к ней новые устройства.

2.7 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Для оценки возможностей вычислительной машины необходимо знать ее технические характери-стики. Наиболее характерные из них перечислены ниже.

Быстродействие, производительность, тактовая частота. Единицами измерения быстродействия служат:

МИПС (MIPS – Mega Instruction Per Second) – миллион операций над числами с фиксированной за-пятой (точкой);

МФЛОПС (MFLOPS – Mega FLoating Operations Per Second) – миллион операций над числами с плавающей запятой (точкой);

КОПС (KOPS – Kilo Operations Per Second) для низкопроизводительных ЭВМ – тысяча неких ус-редненных операций над числами;

ГФЛОПС (GFLOPS – Giga FLoating Operations Per Second) – миллиард операций в секунду над чис-лами с плавающей запятой (точкой).

Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительная, ибо при этом ориентируются на некото-рые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. Поэтому для характеристики производительности ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более общую характеристику, опре-деляющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для выполнения вполне опреде-ленного количества тактов. Такт – это интервал времени, затрачиваемый на выполнение одной про-стейшей машинной операции. Следовательно, тактовая частота – это количество тактов в секунду. Один такт в секунду равен одному Герцу. Современные компьютеры работают на тактовых частотах в несколько сотен МегаГерц, т.е. выполняют несколько десятков или сотен миллионов простейших ма-шинных операций за одну секунду.

Зная тактовую частоту, можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной операции.

Разрядность машины и кодовых шин интерфейса. Разрядность – это максимальное количество раз-рядов двоичного числа, над которым одновременно за один такт может выполняться машинная опера-ция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК.

Типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные ско-рости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внеш-них устройств и различные их виды.

Тип процессора. Компьютер на базе процессора более современного типа будет при всех прочих равных условиях производительнее, чем машины на базе процессоров старых типов.

Емкость оперативной памяти. В оперативной памяти хранится обрабатываемая в данный момент информация. Ее объем должен быть достаточным для этого. Если это не так, соответствующие про-граммы не смогут быть запущены на данной машине. Поэтому при описании программ всегда указыва-ют, какой должен быть объем оперативной памяти, чтобы можно было запустить данную программу В настоящее время объем оперативной памяти достигает нескольких сотен Мегабайт.

Виды и емкость КЭШ-памяти. КЭШ-память – это буферная, не доступная для пользователя быст-родействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с инфор-мацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Например, для уско-рения операций с основной памятью организуется регистровая КЭШ-память внутри микропроцессора (КЭШ-память первого уровня) или вне микропроцессора на материнской плате (КЭШ-память второго уровня); для ускорения операций с дисковой памятью организуется КЭШ-память на ячейках электрон-ной памяти.

Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в мегабайтах или гигабайтах (1Гбайт=1024 Мбайта). Современное программное обеспечение и решаемые пользователем задачи предъявляют все более высокие требования не только к объему опера-тивной памяти, но и объему винчестера. Если еще совсем недавно объем винчестера составлял 500 Мбайт – 4 Гбайт, то теперь никого не удивляют 80 – 120 Гбайт.

Характеристики периферийных устройств. Почти все предыдущие характеристики касались уст-ройств, находящихся на материнской плате. К характеристикам периферийных устройств относятся ем-кость жесткого диска (приводилась выше), число и типы дисководов для дискет, тип дисплея и объем видеопамяти, тип и скорость печати принтера, быстродействие модема и т.д.

Несомненно, что при определенных условиях эксплуатации имеют значение такие технические ха-рактеристики как габариты, масса и надежность. Габариты и массу чаще учитывают, когда речь идет о персональных компьютерах в мобильном исполнении (ноутбуках). Повышенная надежность и защи-щенность важна, например, в случае использования компьютера вне дома и офиса (на улице, в цехах, в автомобиле и т.д.). Обычно стоимость таких компьютеров значительно выше по сравнению с обычны-ми.

3 ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ОБОЛОЧКИ И СРЕДЫ

3.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Рассмотренные технические средства ПЭВМ в совокупности являются универсальным инструмен-том для решения широкого круга задач. Однако эти задачи могут быть решены лишь в том случае, если ПЭВМ "знает" алгоритм их решения.

Алгоритм (algorithm) – точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных дан-ных в конечный результат. Общими свойствами любого алгоритма являются определенность, массо-вость и результативность.

Определенность (детерминированность) алгоритма обеспечивает однозначность результата и ис-ключает возможность искажения или двусмысленного толкования предписания. Массовость алгоритма означает, что его можно использовать для любой конкретной задачи из некоторого класса однотипных задач, отличающихся исходными данными. Результативность алгоритма – это возможность получения результата за конечное число шагов.

Программа (program) – данные, их описание и алгоритм, записанный на языке программирования. Программа описывает операции, которые нужно выполнить для решения поставленной задачи.

Операторами называются действия, предписываемые программой, а элементарное предписание,
предусматривающее выполнение какой-либо операции, называют командой. Общее название програм-
мы определяется, как правило, реализуемой ею задачей (управляющие, ввода/вывода, диагностические
и пр.). Обычно программы хранятся во внешней памяти ПЭВМ. Однако для выполнения они передают-
ся в оперативную память. В случае постоянного размещения программы в ОЗУ она называется

резидентной программой.

Программирование (programming) – процесс создания программ. Программирование неразрывно связано с языками программирования.

Языки программирования (programming language) – формализованные языки для написания про-грамм, исполняемых на ПЭВМ. До сих пор язык программирования является искусственным, в нем синтаксис и семантика строго определены.

Программное обеспечение (ПО) (software) – комплекс программ, позволяющих осуществить авто-матизированную обработку информации на ПЭВМ.

Настройка ПЭВМ на решение той или иной задачи осуществляется путем загрузки в оперативную память машины соответствующего программного обеспечения, таким образом, осуществляется про-граммная специализация ПЭВМ.

3.2 СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Каждая из известных и еще неизвестных программ, в зависимости от реализуемых функций может быть отнесена в той или иной мере к двум большим классам: системное (общее) программное обеспечение (ПО) и прикладное (специальное) ПО.

К системному программному обеспечению относятся операционные системы, их оболочки и среды, системы программирования, программы технического обслуживания.

В группу прикладного программного обеспечения входят пакеты прикладных программ, сервисные программы, прикладные программы пользователей.

Системное ПО обеспечивает, во-первых, работоспособность ПЭВМ как системы или элемента сис-темы (при работе в сети) и, во-вторых, автоматизацию программирования.

Операционная система (ОС) (operatting system) – организованная совокупность программ, целевое назначение которых управлять работой ПЭВМ с момента включения до выключения питания. Эта часть ПО обеспечивает функционирование ПЭВМ как некоторого универсального средства ввода, хранения, обработки и документирования информации. Техническое обеспечение во многом определяет возмож-ную ОС, а ОС – возможности технического обеспечения. На практике чем большие удобства и возмож-ности в работе дает ОС, тем большие требования предъявляются к техническому обеспечению. Так, ес-ли Windows 95 требует не более 50Мб на жестком диске и минимум 16Мб оперативной памяти, Win­dows 98 требует не более 700Мб на жестком диске и минимум 32Мб оперативной памяти, то одна из наиболее современных ОС Windows ХР требует 1,4Гб на жестком диске, минимум 128Мб оперативной памяти и работает не менее чем при 300 МГц частоте процессора.

С точки зрения простоты общения пользователя с ОС можно условно выделить две группы опера-ционных систем: с усложненным интерфейсом (например, MS DOS) и с упрощенным интерфейсом (System – Apple, Windows – Microsoft, OS/2 Warp – IBM)

В полной конфигурации ОС с усложненным интерфейсом содержит следующие основные компо-ненты:

• загрузочную подсистему;

• файловую подсистему;

• подсистему управления внешними устройствами;

• процессор командного языка. Приведенная классификация, весьма условная и не очень строгая, зато она позволяет оттенить ос-

новные функции ОС: настройка ПЭВМ на работу после включения питания, работа с файлами, управ-ление работой внешних устройств, восприятие и реализация команд пользователя.

Загрузочная подсистема осуществляет тестирование устройств ПЭВМ после ее включения и загру-жает в оперативную память основные файлы ОС.

Файловая подсистема –это часть ОС, обеспечивающая создание файлов и манипулирование ими.

Пользователь должен знать, что результаты его работы не пропадут даром, если его будет оформле-ны в виде файла. Файл –это поименованная последовательность данных (команд), стандартная струк-тура которой обеспечивает ее размещение в памяти машины. Всю работу по оформлению файла берет на себя файловая подсистема. Пользователю необходимо лишь указать имя создаваемого файла (требо-вания к имени файла и ограничения, накладываемые на него, зависят от используемой ОС). По имени файловая подсистема осуществляет поиск файла во внешней памяти машины, например, для перемеще-ния его с дискеты на дискету, вывода на печать, редактирования (в составе ОС есть простейший редак-тор текста) или исполнения, если этим файлом является программа, и пр. Следует заметить, что кон-кретные действия по обслуживанию файлов (вывод на печать, редактирование и т.д.) определяет поль-зователь.

Подсистема управления внешними устройствами –часть ОС, которая обеспечивает взаимодейст-вие процессора с внешними устройствами.

Процессор командного языка –часть ОС, обеспечивающая распознавание и исполнение команд пользователя, а сам командный язык –язык взаимодействия пользователя с ОС, обеспечивающий (при всей его ограниченности) выполнение требуемых функций. Словарный запас командного языка ОС мал, но, несмотря на это, существует сложность его восприятия для начинающего пользователя. Это обу-словлено, во-первых, новизной реализуемых функций, а, во-вторых, особенностью грамматики: ко-мандные слова – преимущественно аббревиатура или сокращение английских слов.

Программные оболочки операционных систем (ПО ОС) – это программные надстройки ОС с ус-ложненным интерфейсом (таких как MS DOS), целевое назначение которых упростить способ общения пользователя с ОС. Известные программные оболочки, например Volkov и Norton Comander, находясь на пути "пользователь – операционная система", сохраняют форму общения (диалог), но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в язык меню).

Системы программирования –это часть ПО, с помощью которой создаются все программы. Систе-мы программирования включают в себя трансляторы (компиляторы или интерпретаторы) различных языков программирования.

Программы технического обслуживания представляют собой программные средства контроля, ди-агностики и восстановления работоспособности.

Прикладное ПО обеспечивает эффективное решение задач пользователя. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.

Пакет прикладных программ (ППП) – комплекс программ для решения определенного круга задач по какой-либо теме или предмету.

Различают следующие типы ППП:

• общего назначения;

• методо-ориентированные;

• проблемно-ориентированные. ППП общего назначения ориентированы на автоматизацию широкого класса функциональных задач

пользователя. К этому классу ППП относятся: текстовые процессоры (например, Word); графические процессоры (Corel DROW); издательские системы (PageMaker); табличные процессоры (Excel); системы управления базами данных (Access); оболочки экспертных систем, систем поддержки принятия реше-ний и т.д..

В основе методо-ориентированных ППП лежит реализация того или иного метода решения задачи. Проблемно-ориентированные ППП,как это и определено названием, ориентированы на решение опре-деленной задачи (проблемы) в конкретной предметной области. Это наиболее широкий класс пакетов прикладных программ. Среди них можно выделить такие, как ППП правовых справочных систем и др.

3.3 ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Преобладающими в развитии ПО являются следующие тенденции:

- все ускоряющееся развитие;

- универсализация программных продуктов и специализация их составляющих;

- упрощение (естественность) интерфейса пользователя. Вычислительная техника весьма динамичная область знаний. На смену известным изученным про-

граммным продуктам и техническим средствам приходят совершенно новые. Необходимо, используя полученные базовые знания, умения и навыки, непрерывно их совершенствовать, самообучаться. Спо-собствует этому процессу то, что программное обеспечение создает человек для самого себя, и все (или почти все), реализованное в ПО, в обыденной жизни уже существует (каталоги в MS DOS – аналог ка-талоги в библиотеке, рабочий стол в Windows – аналог рабочего стола с нужными папками и инстру-ментами в офисе).

Объединение противоречивых свойств, таких как универсализация и специализация, происходит практически во всем. Такой подход позволяет разработчикам ПО удовлетворить потребности большего числа потребителей. Упрощение жизни пользователю рационально, однако достигается оно за счет (то же пользователя) ужесточения требований к ресурсам ПЭВМ.

Интерфейс пользователя (User Interface) (ИП), как и все в ПЭВМ, обеспечивается аппаратными и программными средствами. Аппаратная часть ИП с 60-х годов по настоящее время представлена экра-ном, клавиатурой и мышью. Базовый "инструмент" ПО монохромные и цветные экраны, окна, меню и графика – известен давно, с начала 70-х. Но "революция" в понимании ПЭВМ и того, что они могут, все-таки произошла. Ее совершили создание и стандартизация графического ИП (Graphical User Interface – GUI). GUI основан на следующих четырех принципах:

1) общий интерфейс пользователя, который определяет стандартный путь подачи команд компью-теру, одинаковые структуру приложений и инструментарий (выпадающее меню, система подсказок и пр.). Такой подход используется и Apple, и Microsoft, и IBM, и др.;

2) наличие битовой карты, высокая разрешающая способность, цветной дисплей. Каждый объект, отображаемый на экране, имеет, по крайней мере, два представления: внутреннее и внешнее. Внутрен-нее представление (не видимое) основано на некоторой модели, а внешнее (видимое) выводится на эк-ран и состоит из пикселей. Это пассивное изображение называют битовой картой, так как оно создано

из отдельных битов. При сравнении количества и качества информации, размещаемой на странице при-личного журнала и экране компьютера, сразу же становится видимой пропасть между возможностями дисплея и желаниями пользователя. Экран 1024 × 786 пикселей с 256-цветным режимом далек от каче-ства средней фотографии. Для изображения "картинки" необходимо использовать около 16 млн. разных цветов. Такое количество цветов необходимо для отображения тонких, едва уловимых эффектов, созда-ваемых затемнением, мутным цветом, отражением. Это значит, что каждый пиксель должен отобра-жаться в формате 24 бит.

3) What You See Is What You Get (WYSIWYG) –что видишь (на экране), то и получаешь (при печати на бумаге). Однако только отображение реальности недостаточно для того, чтобы сделать приложения простыми для работы, доступными в использовании, а взаимодействие – мгновенным;

4) прямая манипуляция. Пользователь должен манипулировать "созданным миром" без посредника (прямая манипуляция), не задумываясь о проблемах манипуляции. Например, вставляемая в текст кар-тинка должна ложиться именно в то место, которое для нее определено пользователем. При этом текст должен уступить место – подвинуться беспрекословно и без искажений.

Все это достаточно удобно реализовано в виде интуитивно понятного графического интерфейса пользователя.

3.4 ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

В настоящее время существует достаточно большое количество различных типов операционных систем (MS DOS, Windows (95, 98, Me, NT, 2000, XP и др.), OS/2, MacOS, Linux и т.д.). В нашей стране наиболее используемыми, но не самыми наилучшими по ряду параметров, являются: MS DOS и Windows. К числу "минусов" этих ОС можно отнести: однозадачность и слишком большую "откры-тость" и сложность интерфейса MS DOS, а также невысокую надежность и большое количество недора-боток Windows (особенно Windows 98, Me).

ОС обычно классифицируют по следующим признакам:

- число пользователей, одновременно работающих с системой (однопользовательские и многополь-зовательские);

- число задач, которые могут решаться с их помощью в любой момент времени (однозадачные и многозадачные);

- базовый способ общения пользователя с ОС (диалог на языке команд, диалог на языке меню, диа-лог на языке графических представлений);

- число разрядов адресной шины (16, 32, 64 …);

- минимально требуемые ресурсы, т.е. минимально необходимые объемы оперативной и дисковой памяти, класс микропроцессора.

В этой классификации MS DOS – однопользовательская, однозадачная, 16-разрядная ОС, общающая-ся с пользователем на языке команд.

Windows – это многопользовательская, многозадачная, 32-разрядная ОС.

Еще совсем недавно ОС MS DOS пользовалась достаточно большой популярностью. Но в настоя-щее время большинство прикладных программ требуют для своей работы ОС Windows (Windows 98 и выше). Поэтому, рассмотрим работу с ОС Windows подробнее.

3.5 ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS

В настоящее время широко используются операционные системы (ОС) Windows 95, 98, Ме, 2000, ХР, которые представляет собой интегрированные, объектно-ориентированные операционные системы, основанные на 32-разрядной технологии со встроенной поддержкой работы в сети. В отличие от них, Windows 3.x являлась надстройкой над операционной системой MS DOS, т.е. это была программная оболочка, которую чаще называют операционной средой.

Излагаемый далее материал поясняет возможности и работу на примере наиболее распространен-ной ОС Windows 98. Основные приемы работы с Windows 2000, Windows ХР будут аналогичными. Windows 2000 и Windows ХР обеспечивают более надежную и безопасную (с точки зрения защиты ин-формации) работу, но требуют больших ресурсов компьютера.

ОС Windows предоставляет следующие возможности:

- предоставляет пользователю удобный и понятный интерфейс;

- работает на IBM PC большинства современных конфигураций. При этом сохранена и даже улуч-шена совместимость с существующими DOS и Windows-приложениями;

- содержит 32-разрядное ядро, обеспечивающее более быстрое и эффективное управление памятью и всеми процессами;

- имеет новую 32-разрядную файловую систему с открытой для дальнейшего развития архитекту-рой;

- имеет встроенные средства для работы со звуком, видео и компакт-дисками;

- предоставляет такие инструменты, как Мастера (Wizards), которые автоматизируют процесс вы-полнения операций путем задания достаточно простых вопросов пользователю;

- включает встроенные средства диагностики, оптимизации и исправления ошибок, которые помо-гают устранять конфликты между устройствами и повышают эффективность функционирования всей системы.

- выполнение всех функций DOS (Windows 2000 и Windows ХР для обеспечения безопасности не
поддерживают режим DOS);

- поддержку независимой мультизадачности для 32-разрядных приложений, т.е. обеспечивает одно-временную работу нескольких приложений, распределяя кванты времени (временные интервалы) меж-ду активными приложениями и автоматически передавая управление другой задаче по окончанию вы-деленного времени;

- максимально упрощает установку и настройку периферийных устройств за счет поддержки стан-дарта Plug and Play;

- обеспечивает работу в режиме удаленного доступа и синхронизации файлов настольного и порта-тивного компьютеров;

- поддерживает работу ПК в неоднородных сетях.