Совокупность программ, которые управляют действиями устройств аппаратной части компьютера, называется операционной системой.

Функции операционной системы:

- распознает и обрабатывает нажатие клавиш на клавиатуре

- управляет работой периферийных устройств

- управляет работой дисковых накопителей

- организовывает хранение данных на носителях

- выводит изображение на экран

- обеспечивает взаимодействие ПК и пользователя

- управляет выполнением прикладных программ

- осуществляет слежение за временем

 

Все эти функции может выполнять и пакет прикладных программ (ППП), но тогда он должен содержать программы управления аппаратной частью (АЧ).

Наличие ОС позволяет ППП использовать готовые средства при выполнении конкретных задач. АЧ различных моделей компьютеров имеют разные возможности. Создать идеальную ОС, то есть максимально способную использовать все возможности АЧ, очень трудно. Первая ОС IBM-PC компьютеров была дисковая ОС (MS-DOS). В 1993 г. была создана ОС Windows-NT, Windows-3.11, Windows-95, Windows-98... Существуют операционные системы для персональных компьютеров UNIX –семейств, которые не уступают по своим функциональным возможностям системам семейства Windows.

 

Файловая система является одной из важнейших подсистем, поскольку вся информация хранится в виде файлов. Обращение к файловой системе прикладные программы осуществляется через функции прерываний ОС. С их помощью выполняются все файловые операции - запись и чтение и т.д. Файловая система работает с внешними накопителями с помощью драйверов, которые пользуются помощью Bios. Драйвер- программа, управляющая работой периферийных устройств. Файл - область на носителе какого-либо накопителя, содержащая логически объединенную информацию, названную конкретным именем. Вся информация, хранимая в файле, сдержится в двоичном виде. Размер файла - количество содержащейся в нем информации, измеряемой в байтах. Имя файла состоит из двух частей - название и расширение, разделенных точкой. Расширение указывает на характер хранимой информации в файле. Для структуризации файлов используют папки и каталоги. Используются папки и каталоги -область на носителе, содержащая информацию по файлам, объединенных в группу по какому-либо признаку.

ОС как правило имеет средства доступа к аппаратным компонентам, обладает достаточно гибкой файловой системой, основанная на иерархической структуре каталога.

 

Описание алгоритмов

Алгоритмом называется строго определенная последовательность действий, однозначно приводящая к решению поставленной задачи.

Описание алгоритма должно быть достаточно полным, учитывать все возможные ситуации, которые могут возникнуть при его реализации. Запись алгоритмов может производиться различными способами. Наиболее распространенными являются следующие три способа: словесный, графический и псевдокодом.

При словесном способе запись алгоритма не формализуется, представляется в виде текста - конечного набора предписаний, правил, команд и т.д. В алгоритме кроме обычных слов могут использоваться специальные символы, формулы. Словесный способ обычно используется для несложных алгоритмов, ориентированных в основном на исполнителя - человека.

Пример 1. Записать алгоритм вычисления корней квадратного уравнения

Алгоритм

1. Задать значения коэффициентов А, B, С.

2. Вычислить значение дискриминанта D = В² — 4 АС.

3. Если дискриминант отрицательный перейти к п. 9.

4. D:= .

5. 6.Вычислить

7. Вывести результат вычисления корней Х₁, Х₂

8.Перейти к п. 10

9. Вывести сообщение: «Действительных корней нет»

10. Закончить работу.

Псевдокод является частично формализованным языком, представляющим собой систему обозначений и правил, предназначенную для записи алгоритмов. Используемые в псевдокоде конструктивные элементы обычно присущи языкам программирования, что упрощает переход от алгоритма к компьютерной программе. Однако отсутствие строгих правил записи команд, единого определения псевдокода допускают некоторый произвол в описании алгоритмов.

Пример 2. Записать алгоритм псевдокодом для ус­ловия примера 1.

Алгоритм

алгоритм корни_уравнения,

начало

ввод (А, В, С);

D:=B²-4AC,

если D<0

то вывод ('Действительных корней нет ')

иначе

начало

D:= ;

вывод (Х₁, Х₂)

конец

все

конец

Для представления алгоритмов решения научных и инженерных задач чаще всего используется наиболее простой и наглядный способ - графический. В этом случае алгоритм оформляется в виде схем, которые представляют собой последовательность блоков. Эти блоки называются символами действий. Символы действий соединяются линиями потока информации. В случае неоднозначного восприятия линии снабжаются стрелками, уточняющими направление потока информации. Линии потока определяют очередность выполнения блоков и связь между ними.

Каждый символ действия представляет собой геометрическую фигуру, в контур которой вписано соответствующее действие или несколько действий. Перечень и наименование символов, их форма и размеры, правила оформления блок-схем алгоритмов регламентируются международными стандартами ИСО 2636-73 и ИСО 1028-73. Некоторые наиболее часто используемые символы действий для описания алгоритмов приведены в таблице.

 

Пример 3. Записать алгоритм для условия примера 1 графическим способом (рис.1).

Рис. Схема алгоритма вычисления корней квадратного уравнения

Свойства алгоритма

Каждый алгоритм разрабатывается под конкретного исполни­теля. Исполнителем алгоритма могут быть человек, автомат, компью­тер и т.д. Характерным для алгоритма является наличие следующих свойств:

• дискретность - возможность представления алгоритма в виде последовательности отдельных выполняемых, логически завершенных действий-шагов;

• понятность - для исполнителя алгоритма;

• точность - точно определен порядок следования действий-шагов от начала до завершения исполнения алгоритма;

• детерминированность - однозначность результата при заданных исходных данных;

• результативность - после исполнения конечного числа шагов алгоритма получение конкретного результата - либо решение задачи, либо невозможность дальнейшего продолжения алгоритма;

• массовость - возможность решения множества однотипных задач путем варьирования исходных данных в определенных пределах.

 

Разработка алгоритма - сложная творческая работа, обычно предполагающая наличие у разработчика высокой квалификации, глубоких знаний и навыков. Отмеченные выше свойства позволяют процесс решения порой очень сложных задач свести к последовательности действий, выполнение которых становится посильным практически для любого даже не обладающего знаниями в соответствующей области исполнителя. Алгоритм должен строиться по возможности рекурсивно, т.е. из относительно небольших составных частей, которые неоднократно реализуются для различных наборов значений и быть изменяемым в зависимости от набора исходных данных. Знание границ изменения этих данных не всегда возможно.