Триггер, его назначение, принцип работы и логическая схема.

Триггер- устройство, может запоминать, хранить и считывать информацию в 1 бит. Предназначен для хранения инф в ОП и внутренних регистрах процессора.

7.1 Общие принципы построения ЭВМ. Основным принципом построения ЭВМ является программное управление, в основе которого лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Алгоритм - это конечный набор предписаний, определяющий решения задачи посредством конечного количества операций (ISO 2382/1-84 международный стандарт). Программа - это упорядоченное последовательность команд подлежащих обработки. Принцип программного управления может быть осуществлен разными способами. Стандартом для построения практически всех ЭВМ был представлен в 1945 году Нейманом. Схема ЭВМ, отвечающая программному принципу управления отражает характер действия человека по алгоритму. обобщенная структурная схема построения ЭВМ. Основным принципом построения современных ЭВМ является программное управление. В основе его лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Алгоритм это конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного количества операций. Программа (для ЭВМ) это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке (стандарт ISO 2382/1-84). Логическую организацию ЭВМ независимо от ее элементной базы в 1945 году представил математик Джон фон Нейман. Архитектура универсальной ЭВМ фон Неймана предусматривается пять базовых компонентов: Центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ). Центральное устройство управления (УУ), ответственное за функционирование всех основных устройств ЭВМ. Запоминающее устройство (ЗУ). Система ввода информации. Система вывода информации Способ, описанный Дж. фон Нейманом в 1945 г. cтал cтандартом для построения практически всех ЭВМ. Суть его заключается в следующем. Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд. Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков. Операнды это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и результатов вычислений) является еще одним неотъемлемым элементом любой программы. Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ, предназначенных для хранения объектов. Информация (командная и данные: числовая, текстовая, графическая и т.п.) кодируется двоичными числами 0 и 1. Каждый тип информации имеет форматы - структурные единицы информации, закодированные двоичными цифрами 0 и 1. Обычно все форматы данных, используемые в ЭВМ, кратны байту, т.е. состоят из целого числа байтов. Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. Например, в каждой команде программы различают поле кода операций, поле адресов операндов. Применительно к числовой информации выделяют знаковые разряды, поле значащих разрядов чисел, старшие и младшие разряды. 7.3.типовые схемы построения ЭВМ. 7.4.Поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ по поколениям (по элементарной базе): - Первое поколение (50г.): ЭВМ на электронных вакуумных лампах. - Второе поколение (60г.): ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах). - Третье поколение (70г.): ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой степенью интеграции. - Четвертое поколение (80г.): ЭВМ на больших интегральных схемах. - Пятое поколение (90): ЭВМ на сверхбольших интегральных схемах. - Шестое и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной степенью большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем. Интегральная схема - электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов. 7.5.Магистрально-модульный принцип построения компьютера. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами. Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии (рис. 1.1). К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностью нулей и единиц в форме электрических импульсов). Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники. Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина). Разрядность шины адреса определяется объемом адресуемой памяти (адресное пространство), т.е. количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Это количество можно рассчитать по формуле: N = 2^I, где I – разрядность шины адреса. В современных компьютерах разрядность шины адреса составляет 36 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек составляет: N = 2³⁶ = 68 719 476 736. Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее. 7.6.Процессор, его основные характеристики и назначения. Процессор- это «мозг» компьютера. Процессором называется устройство, способное обрабатывать программный код и определяющее основные функции компьютера по обработке информации. Чаще всего он представлен в виде чипа расположенного на материнской плате компьютера. Основными считаются следующие характеристики: - тип архитектуры или серия (CISC, Intel * 86, RISC) - система поддерживаемых команд (*86, IA-32, IA-64) - расширения системы команд (MMX,SSE,SSE2,3Dnow!) - конструктивное исполнение (Slot1, Slot2, Socket 340, Socket 478, Slot A, Socket A) - тактовая чистота (МГц, ГГц) - частота системной шины. 7.7.Виды памяти компьютера и их назначение. Всем компьютерам требуется память нескольких видов. Память нужна как для исходных данных, так и для хранения результатов, для взаимодействия с периферией компьютера и даже для поддержания образа видимого на экране. Вся память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. В принципе, все, что требуется от компьютерной памяти,- это сохранять один бит информации так, чтобы потом он мог быть извлечен оттуда. 1)Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. 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. Внутренняя память Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает. Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП. Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в BIOS (Basic Input Output System). Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти. 7.8.оперативная память, её предназначение и основные характеристики. Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает. Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП. 7.9. внешняя память компьютера. Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. 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. 7.10.Носители информации В обыденной жизни пользуются, например, -электромагнитные сигналы, несущие данные о звуке, музыке или видео изображении, можно регистрировать на магнитной ленте в виде участков разной намагниченности. -данные графической информации можно регистрировать на бумаге в виде участком разной яркости. -изображения на фото и кинопленке зарегистрированы в виде участков разного цвета и разной прозрачности. -текстовые данные, зарегистрированы в книге или тетради, образуют узор, который можно прочесть и получить информацию, но для этого необходимо, чтобы читатель был подготовлен: он должен знать язык, на котором выполнена регистрация, а так же азбуку этого языка. Без этих знаний текстовые данные не станут информацией. Как видно, чтобы данные стали информацией, может потребоваться выполнение каких-то специальных условий, которые зависят от вида данных. 7.11. устройства ввода информации. Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык. К устройствам ввода относятся: Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации; Стандартная клавиатура содержит: 1) набор алфавитно-цифровых клавиш; 2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши; 3) клавиши управления курсором; 4) малую цифровую клавиатуру Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик) У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Тачпад -манипулятор для портативных компьютеров, встроен в ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми. Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры. Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате; Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует звук из аналоговой формы в цифровую. Сенсорные устройства ввода: Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана. Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна 7.12.устройства вывода информации. Устройства вывода - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия. К устройствам вывода относятся: Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации. Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения - активно-матричные и пассивно-матричные жкм. Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении. Существуют: 1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT). 2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения. Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют: Лазерный принтер – печать формируется за счет эффектов ксерографии Струйный принтер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил. Матричный принтер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации.   8.1.програмное обеспечение компьютера. Программное обеспечение компьютера. Системное программное обеспечение компьютера. Операционные системы, их классификация. Компоненты и функции операционной системы. Этапы загрузки операционной системы. Графический интерфейс Windows, его компоненты. К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.); методы тестирования программ [ссылка, ссылка]; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое. Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО. 8.2.системное программное обеспечение компьютера. Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. 8.3.операционные системы, их классификация. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Классификации: Особенности алгоритмов управления ресурсами. Характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие многонитевую обработку, на многопроцессорные и однопроцессорные системы. Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса: однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows). Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем. Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства. Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на: однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2); многопользовательские (UNIX, Windows). Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной. Поддержка многонитевости. Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями). Многопроцессорная обработка. Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. Сейчас поддержка этой функции является обязательной. Реализация сетевых возможностей. Специфика ОС проявляется и в том, каким образом она реализует сетевые функции: распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам, передача сообщений по сети, выполнение удаленных запросов. При реализации сетевых функций возникает комплекс задач, связанных с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение справочной информации о всех доступных в сети ресурсах и серверах, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, тиражирование данных, согласование копий, поддержка безопасности данных. Особенности аппаратных платформ. На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Среди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. Особенности областей использования Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности: системы пакетной обработки (например, OC EC), системы разделения времени (UNIX, VMS), системы реального времени (QNX, RT/11). Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины. Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя. Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ. Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом. Особенности методов построения При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу. К таким базовым концепциям относятся: Способы построения ядра системы - монолитное ядро или микроядерный подход. Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы. Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов. Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы. Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб 8.4. компоненты и функции операционной системы. 1)хранение, загрузка и исполнение прикладных программ; 2)организация файловой системы на устройствах долговременной памяти; 3)планирование и динамическое перераспределение ресурсов компьютера; 4)взаимодействие параллельных программ и синхронизация их работы; 5)учет и разграничение полномочий пользователей системы; 6)предоставление пользовательского интерфейса для работы с компьютером; 7)защита данных от несанкционированного доступа, разрушения, других случайных или намеренных вредоносных действий, как во время выполнения программ, так и при хранении данных в файлах. В функции операционной системы входит: осуществление диалога с пользователем; ввод-вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ; распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение; всевозможные вспомогательные операции обслуживания; передача информации между различными внутренними устройствами; программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.). 8.5.этапы загрузки операционной системы. После включения компьютера производится загрузка операционной системы в оперативную память, т. е. выполняется программа загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Выход из этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке. В соответствии с английским названием этого процесса — bootstrap, — система как бы «поднимет себя за шнурки ботинок». В системном блоке компьютера находится ПЗУ (BIOS), в котором содержатся программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы. После включения компьютера эти программы начинают выполйяться, причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея. На этом этапе процессор обращается к диску и ищет на определенном месте (в начале диска) наличие очень небольшой программы-загрузчика BOOT. Программа-загрузчик считывается в память, и ей передается управление. В свою очередь она ищет на диске базовый модуль операционной системы, загружает его в память и передает ему управление. Графический интерфейс Windows, который обеспечивает дополнительные удобства для пользователя, в частности, возможность запуска программ в отдельных окнах, обозначения программ (или других обьектов) в виде маленьких картинок (пиктограмм, значков, иконок), возможность оперировать с обьектами с помощью мыши, а также гораздо большую плотность информации на том же пространстве экрана. 8.6.графический интерфейс Windows, его компоненты. Рабочий стол - после загрузки Windows он занимает большую часть экрана. Настройка рабочего стола включает размещение на нем ярлыков для наиболее часто используемых программ, документов и принтеров, а также изменение его фона и т.п. действия. Панель задач - это кнопка «Пуск» и серая полоса на краю экрана. Кнопка «Пуск» предназначена для быстрого запуска программ и поиска файлов, а также обеспечивает доступ к справке. На серой полосе отображается список запущенных программ и с помощью её можно переходить к нужной программе, закрывать её и выполнять также другие действия с ними. При открытии программы на панели задач появляется соответствующая открытому окну кнопка. Нажатие этой кнопки позволяет быстро перейти в выбранное окно. Переключение между программами можно осуществить и клавиатурой, нажав клавишу ALT и удерживая ее, нажимать клавишу TAB, «перебирая» значки программ в появившемся окне. 8.7.сервисные программы. последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных, называется программой. Поскольку данные могут быть разных типов (числовые, текстовые, графические, звуковые и т.д.), то и в компьютере необходимо иметь программы для работы с ними. СОВОКУПНОСТЬ НЕОБХОДИМЫХ ПРОГРАММ СОСТАВЛЯЕТ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА. В состав системного программного обеспечения входят следующие составляющие: Операционная система (ОС) – набор программ, управляющих оперативной памятью, процессором, внешними устройствами, ведущих диалог с пользователем. Диалоговые оболочки – надстройки к операционной системе, обеспечивающие пользователю дружественный интерфейс. Для упрощения работы поль­зователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом поль­зователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры. Сервисное программное обеспечение – сервисные программы или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжи­мать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компью­терных сетях и так далее. 8.8.Архиваторы, основные алгоритмы и методы архивации. Архиватор — программа, осуществляющая объединение нескольких файлов в один архив или серию архивов, для удобства переноса или хранения. Многие архиваторы используют сжатие без потерь для уменьшения размера архива. Простейшие архиваторы просто последовательно объединяют содержимое файлов в архив. Кроме него, архив должен также содержать информацию об именах фа