Тема Історія розвитку еом. Поняття про апаратне І програмне забезпечення



Скачати 234.86 Kb.
Дата конвертації19.06.2017
Розмір234.86 Kb.
Тема 1. Історія розвитку ЕОМ. Поняття про апаратне і програмне забезпечення.
ПЛАН

  1. Перші обчислювальні машини

  2. Електромеханічні машини

  3. Електронні машини

  4. Характеристика поколінь ЕОМ.

  5. Перспективи розвитку комп'ютерів

  6. Програмне забезпечення

  7. Системні програми. Операційні системи та оболонки.

  8. Прикладне програмне забезпечення. Його класифікація

  9. Інструментарій створення нових програм

Вступ

Неможливо точно відповісти на питання, хто саме винайшов комп'ютер. Річ у тому, що комп'ютер не є винаходом однієї людини. Комп'ютер увібрав у собі ідеї та технічні рішення багатьох вчених та інженерів. Розвиток обчислювальної техніки стимулювався потребою у швидких та точних обчислюваннях і тривав сотні років. У процесі розвитку обчислювальна техніка ставала дедалі більш досконалою. Цей процес триває і в наш час.



Стрiмкий розвиток цифрової обчислювальної технiки (ОТ) та становлення науки про принципи її побудови i проектування розпочалося в 40-х роках ХХ-го сторiччя, коли технiчною базою ОТ стала електронiка, потiм мiкроелектронiка, а основою для розвитку архiтектури комп'ютерiв (електронних обчислювальних машин ЕОМ) - досягнення в галузi штучного iнтелекту.


  1. Перші обчислювальні машини


Абак і рахівниця

Найпростішими технічними пристроями для обчислень у давнину були дерев'яні палички із зарубками, які називали бірками, шкіряні ремені та шнурки з вузликами. Первісні форми торгівлі зумовили виникнення перших пристроїв для перетворення інформації — різних видів рахівниць.

Найдавнішим пристроєм для лічби уважають абак, його придумали фінікійці. У стародавньому Римі абак називали калькулі.

Найпоширеніший різновид давнього абака — це дошка, вкрита порохом, на якій легко було робити позначки. Таку дошку, на відміну від бірок, використовували багаторазово. Деякі різновиди абака мали заглиблення, куди вкладали камінці. Заповнюючи пристрій камінцями й переміщуючи їх, виконували дії додавання та віднімання. Згодом у Китаї за цим принципом були створені рахівниці, де на декілька стрижнів, що символізували розряди, нанизували по 10 кісточок, які означали одиниці. Лише декілька десятків років тому рахівниці були витіснені калькуляторами.



Обчислювальні пристрої поділяють на механічні, електромеханічні й електронні (ЕОМ — електронні обчислювальні машини).
Перший у свiтi ескiзний малюнок тринадцятирозрядного десяткового пiдсумовуючого пристрою на основi колiс iз десятьма зубцями належить Леонардо да Вiнчi (Leonardo de Vince, 1452-1519). Вiн був зроблений в одному iз його щоденникiв (учений почав вести щоденник ще до вiдкриття Америки в 1492 р.).

У 1623 р. через 100 iз лишком рокiв пiсля смертi Леонардо да Вiнчi нiмецький вчений Вiльгельм Шиккард (Wilhelm Schikkard, 1592-1636) запропонував своє рiшення тiєї ж задачi на базi шестирозрядного десяткового обчислювача, що складався також iз зубчатих колiс, розрахованого на виконання додавання, вiднiмання, а також табличного множення та дiлення. Обидва винаходи були виявленi тiльки в наш час i обидва залишилися тiльки на паперi.

Механічні машини

Першу механічну обчислювальну машину сконструював 1642 р. француз Блез Паскаль (1623—1662). Ця машина давала змогу додавати багатозначні числа. Наприкінці XVII ст. німецький учений Готфрид Ляйбніц (1646—1716) удосконалив пристрій Паскаля. Його машина виконувала також операції множення та ділення. Головним елементом цих машин була система з'єднаних десятизубчастих коліс. Модернізована багатьма винахідниками ця механічна машина дійшла до наших днів у вигляді арифмометра. Арифмометри використовували до 70-х років XX ст.

Блез Паскаль у віці 12-16 років зробив важливі відкриття в галузі математики і фізики. В 19 років, спостерігаючи за працею батька — королівського податківця, створив для нього механічну обчислювальну машину і спробував її комерційно поширювати. Зазначимо, що на рівні ідей, креслень і описів обчислювальні пристрої були згадані ще раніше в працях Леонардо да Вінчі та інших вчених, проте машина Паскаля стала першою, копії якої збереглися до наших днів. На честь Паскаля названо кратер на Місяці, одиницю тиску в фізиці, а також мову програмування.
Утопічний проект Ч. Бебиджа

Перший крок до створення сучасних комп'ютерів зробив англійський математик Чарльз Бебидж (1792—1871). З 1820 по 1856 р. він розробляв обчислювальну машину, яку назвав аналітичною. Машина мала розв'язувати складні арифметичні задачі, виконуючи необхідні дії з даними.

Мети Ч. Бебидж досягти не зумів, оскільки проект значно випередив свій час. Однак іншими обчислювальними пристроями, які він створив, послуговувалися чимало років.

Ідеї Ч. Бебиджа щодо будови та роботи машини — пристрої введення-виведення, пам'ять та арифметичний пристрій (вдало названі, відповідно, «складом» та «млином»), дані на перфокартах, умовна передача керування залежно від одержаного результату — були фундаментальними. Перший комп'ютер, що з'явився через 100 років, дуже нагадував аналітичну машину.


Учениця Ч. Бебиджа Ада Лавлейс (1815— Ш 1852), дочка англійського поета Джорджа Байрона, сформулювала принцип програмної роботи аналітичної машини. Ось чому А. Лавлейс слушно вважають першим у світі програмістом. На її честь названо одну із сучасних мов програмування — Ада.


Пізніше з`явився винахід електрики (телеграф, радіо, телефон). З'явилася можливість оперативно передавати і накопичувати інформацію в будь-якому обсязі.
Телеграф

Важливим етапом в історії розвитку зв’язку було створення в 1832 році російським винахідником П. Шилінгом першого телеграфного апарата. Подальші зусилля інженерів Морзе (США), Якобі (Росія), Бодо (Франція), що розробили досконаліші апарати, призвели до масового поширення телеграфного зв’язку по усьому світу. У 1854 році в Російській імперії була введена в експлуатацію провідна телеграфна лінія Москва – Київ, а вже кілька років по тому від Києва телеграфна мережа як павутиння покрила всю Україну. В 1866 році було створено Житомирське телеграфне відділення, до складу якого ввійшла заснована того ж року телеграфна станція в Кам’янці-Подільському.

Незабаром такі ж станції з’явилися й в інших містах Подільської губернії, у тому числі й у Проскурові. У 1882 році у Проскурові діяли вже дві телеграфні станції: державна й залізнична.

З перших років свого існування, телеграфні станції працювали, як правило, цілодобово, їхніми послугами користувалися переважно державні організації, торговці, промисловці, фінансисти. Для простого народу відправити телеграму було занадто дорого. Судіть самі: плата за телеграму з десяти слів із Проскурова в Кам’янець-Подільський в 1880-х роках була 30 копійок. За такі гроші можна було купити п’ять 800-грамовых буханок пшеничного хліба або кілограм телятини вищого гатунку. Тому дешевше було відправити звичайну поштову листівку або лист за 3 копійки. Явно програєш у терміновості, зате оплата  менша. Наприкінці XIX століття відбулося об’єднання поштових і телеграфних станцій, і в Подільській губернії була створена ціла мережа установ зв’язку, які ділилися на поштово-телеграфні контори (у містах і більших містечках), поштово-телеграфні відділення й поштові відділення (в інших містечках і більших селах). У Проскурові існувала поштово-телеграфна контора, яка розміщалася в гарній будівлі на вул. Мільйонній (тепер вул. Театральна) – нині у цьому будинку обласний військкомат.


Телефон

В 1876 році американець шотландського походження Олександр Белл винайшов перший придатний для широкого використання телефон. Відтоді  в усьому світі почалася ера телефонізації. У Російській імперії перша телефонна мережа з’явилася в Петербурзі, Москві, Одесі (в 1882 р.), Києві (в 1886 р.), Харкові (в 1888 р.), у нас на Поділлі перші телефонні мережі виникли в Кам’янці-Подільському (1906 р.), Вінниці (1907 р.) і невеликому прикордонному містечку Збриж (1908 р.). У тому ж 1908 році вирішили телефонізувати й Проскурів. Після конкурсу, проведеного міською думою, право на телефонізацію надали підприємцям Герцу Броді й Гойхману. Саме вони й запропонували кращий проект і найменшу абонентну плату – 42 руб. на рік з одного номера. У різних містах плата за телефон була різною. Наприклад, у губернському Кам’янці-Подільському власники телефонів платили на рік 75 рублів!

Броді й Гойхман швидко впоралися із прокладанням мережі, і в 1909 році телефонний зв’язок у Проскурові став до ладу. Наступного року проскурівська телефонна мережа мала довжину 13 верст і нараховувала 58 абонентів.
Радіо

Хоча радіо О. Попов винайшов в 1895 році, але масове радіомовлення свою історію веде з 1920-х років, коли воно почало поширюватись по усьому світу просто з фантастичною швидкістю. На Поділлі перші радіоприймальні станції були відкриті в 1922 році – у Кам’янці, Вінниці, Могилів-Подільському. Через рік почала працювати станція в Шепетівці, у 1924 році – у Проскурові. Усі вони приймали “радиовестники” Московської радіостанції ім. Комінтерну, потім ретранслювали їх на гучномовці, які були встановлені на вулицях міст. У Проскурові перший такий гучномовець-репродуктор з довгим квадратним рупором – змонтували на стовпі біля входу в міський сад (нині сквер ім. Шевченка). Під час радіопередач біля репродуктора збирався натовп, і всі, від малого до великого не переставали дивуватися цьому “диву техніки”. До кінця 1924 року ще один репродуктор встановили в районі вулиці Соборної, поблизу перехрестя її з Купецькою (нині Подільською).

З 1925 року на Поділлі з’являються осередки товариства “Друзів радіо”, яке організує курси по підготовці фахівців та агітаторів радіозв’язку. Саме випускники тих курсів й розпочали агітаційну та технічну роботу у справі поширення радіо серед населення. Ось як про таку роботу серед селян згадував наш земляк, член кам’янецького товариства “Друзів радіо” в 1920-30-х роках Йосип Затуржинський: “Пам’ятаю, десь наприкінці двадцятих направили мене від товариства по селах області з агітаційно-демонстраційною поїздкою. У мене було дві валізи: в одній – приймач, в іншій – гучномовець, сухі батареї і антенний дріт. В селах я встановлював антену, настроював приймач і починав перед селянами демонстрацію “дива століття”. Як правило, мужики не вірили, що з приймача лунає голос Москви, і думали, що в мене у валізах захований програвач з платівкою. Ледве не в кожному селі доводилось знімати панель приймача та показувати його начиння. Після такої докладної демонстрації радіомовлення, майже всі селяни погоджувалися на радіофікацію села на пайових началах”.

Таким чином, у 1930-ті роки розгорнулась масова радіофікація міст і сіл. З’явилось так зване, мережне радіомовлення. Багато подолян ще пам’ятають круглі чорні “тарілки”, які були обов’язковим атрибутом домашнього інтер’єру тієї епохи. Повна радіофікація області була завершена в 1966 році.


Електронні лампи

У 1878 р. Крукс винайшов ранній прототип трубки з «катодними променями». У 1895 р. Рентген створив «рентгенівську трубку», призначену для одержання жорсткого електромагнітного випромінювання. Але на практиці застосовувати рентгенівські трубки почали лише після 1913 р. завдяки удосконаленням, зробленим Куліджем.

З багатьох напрямів, за якими розвивалася електроніка, слід виокремити три:

– вакуумні та напівпровідникові діоди;

– тріоди і транзистори;

– інтегральні схеми.

Принцип дії вакуумного діода вперше запатентував Едісон, але придатність для практичних застосувань вакуумного діода реалізував Флемінг у 1904 р. Сучасна назва діод з’явилася тільки в 1919 р. (грец. di – два, ode – шлях). Найважливішим для започаткування електроніки як науково-технічного напряму можна вважати винахід підсилювального електронного приладу – вакуумного тріода (Де Форест, 1906 р.). Саме цей винахід можна ставити в основу «столітнього ювілею» електроніки.
2. Електромеханічні машини
Герман Холеріт
Чарлз Бебідж вперше висловив ідею використання перфокарт в обчислювальній техніці, але реалізовано цю ідею було тільки 1887 року Германом Холерітом. Його машина була призначена для обробки результатів перепису населення США. Також Холеріт уперше застосував для організації процесу обчислення електричну силу.

Картки використовувались для кодування даних перепису, при цьому на кожну людину була заведена окрема картка. Кодування велося за допомогою певного розташування отворів, що пробивалися в картці по рядках та колонках. Наприклад, отвір, що був пробитий в третій колонці та четвертому рядку, міг означати, що людина одружена. Коли картка, що мала розмір банкноти в один долар, пропускалася крізь машину, вона прощупувалась системою голок. Якщо навпроти голки з'являвся отвір, то голка проходила крізь нього і доторкалася до металевої поверхні, що була розташована під карткою. Контакт, який відбувався при цьому, замикав електричний ланцюг, завдяки чому до результату обчислення додавалася одиниця.


3. Електронні машини
Перші електронні комп'ютери з'явилися в першій половині XX ст. На відміну від попередніх, вони могли виконувати задану послідовність операцій за програмою, що була задана раніше, або послідовно розв'язувати задачі різних типів. Перші комп'ютери були здатні зберігати інформацію в спеціальній пам'яті.
Конрад Цузе

1934 року німецький студент Конрад Цузе, який працював над дипломним проектом, вирішив створити у себе вдома цифрову обчислювальну машину з програмним управлінням та з використанням (вперше в світі) двійкової системи числення. 1937 року машина 21 (Цузе 1) запрацювала. Вона була 22-розрядною, з пам'яттю на 64 числа і працювала на суто механічній (важільній) базі.

Необхідність у швидких та точних обчисленнях особливо зросла під час Другої світової війни (1939—1945 рр.) перш за все для розв'язання задач балістики, тобто науки про траєкторію польоту артилерійських та інших снарядів до цілі.
Джон Атанасов

1937 року Джон Атанасов (американський вчений, болгарин за походженням) вперше запропонував ідею використання електронних ламп як носіїв інформації.


Алан Тьюрінг

В 1942—1943 роках в Англії була створена за участю Алана Тьюрінга обчислювальна машина «Колос». В ній було 2000 електронних ламп. Машина призначалася для розшифрування радіограм німецького вермахту. «Колос» вперше в світі зберігав та обробляв дані за допомогою електроніки, а не механічно.Машини Цузе та Тьюрінга були засекреченими, про їх створення стало відомо через багато років після закінчення війни.


Говард Айкен - Марк 1

1944 року під керівництвом професора Гарвардського університету Говарда Айкена було створено обчислювальну машину з автоматичним керуванням послідовністю дій, відому під назвою Марк 1. Ця обчислювальна машина була здатна сприймати вхідні дані з перфокарт або перфострічок. Машина Марк 1 була електромеханічною, для зберігання даних використовувались механічні прилади (коліщатка та перемикачі). Машина Айкена могла виконувати близько однієї операції за секунду та мала величезні розміри: понад 15 м завдовжки та близько 2,5 м заввишки і складалася більш ніж із 750 тисяч деталей.


Джон Моучлі та Дж. Преспер Еккерт - ЕНІАК

1946 року групою інженерів під керівництвом Джона Моучлі та Дж. Преспера Еккерта на замовлення військового відомства США було створено машину ЕНІАК, яка була здатна виконувати близько 3 тисяч операцій за секунду. За розмірами ЕНІАК був більшим за Марк 1: понад ЗО метрів завдовжки, його об'єм становив 85 м3. Важив ЕНІАК ЗО тонн. Замість тисяч механічних деталей Марка 1, в ЕНІАКу було використано 18 тисяч електронних ламп.


Джон фон Нейман

Суттєвий внесок у створення ЕОМ зробив американський математик Джон фон Нейман, що брав участь у створенні ЕНІАКа. Фон Нейман запропонував ідею зберігання програми в пам'яті машини. Такі ЕОМ були значним кроком уперед на шляху створення більш досконалих машин. Вони були здатні обробляти команди в різному порядку.


ЕДСАК

Перша ЕОМ, яка зберігала програми у пам'яті, дістала назву ЕДСАК (Electronic Delay Storage Automatic Calculator — електронний калькулятор з пам'яттю на лініях затримки). Вона була створена в Кембріджському університеті (Англія) 1949 року. З того часу всі ЕОМ є комп'ютерами з програмами, які зберігаються у пам'яті.


С. Лєбєдєв – МЕОМ, ШЕОМ

1951 року в Києві під керівництвом С. Лєбєдєва незалежно було створено МЕОМ (Мала Електрична Обчислювальна Машина). 1952 року ним же було створено ШЕОМ (Швидкодіюча Електрична Обчислювальна Машина), яка була на той час кращою в світі та могла виконувати близько 8 тисяч операцій за секунду.


Джон Моучлі та Дж. Преспер Еккерт - UNIVAC

1951 року компанія Джона Моучлі та Дж. Преспера Еккерта створила машину UNIVAC (Universal Automatic Computer — універсальна автоматична обчислювальна машина). Перший екземпляр ЮНІВАКа було передано в Бюро перепису населення США. Потім було створено багато різних моделей ЮНІВАКа, які почали застосовуватися у різних сферах діяльності. Таким чином, ЮНІВАК став першим серійним комп'ютером. Крім того, це був перший комп'ютер, в якому замість перфострічок та карток було використано магнітну стрічку.


4. Характеристика поколінь ЕОМ
Перше покоління комп'ютерів
Такі комп'ютери, як ЕНІАК, ЕДСАК, ШЕОМ та ЮНІВАК, являли собою. лише перші моделі ЕОМ. Упродовж десятиріччя після створення ЮНІВАКа було виготовлено та введено в експлуатацію в США близько 5000 комп'ютерів.
Гігантські машини на електронних лампах 50-х років склали перше покоління комп'ютерів.

Друге покоління комп'ютерів
Друге покоління комп'ютерів з'явилося на початку 60-х років, коли на зміну електронним лампам прийшли транзистори. Винайдені 1948 р. транзистори, як виявилось, були спроможні виконувати всі ті функції, які до цього часу виконували електронні лампи. Але при цьому вони були значно менші за розмірами та споживали набагато менше електроенергії.

До того ж транзистори дешевші, випромінюють менше тепла та більш надійні, ніж електронні лампи. І все ж таки найдивовижнішою властивістю транзистора є те, що він один здатен виконувати функції 40 електронних ламп та ще й з більшою швидкістю, ніж вони. В результаті швидкодія машин другого покоління виросла приблизно в 10 разів порівняно з машинами першого покоління, обсяг їх пам'яті також збільшився. Водночас із процесом заміни електронних ламп транзисторами вдосконалювалися методи зберігання інформації. Магнітну стрічку, що вперше було використано в ЕОМ ЮНІВАК, почали використовувати як для введення, так і для виведення інформації. А в середині 60-х років набуло поширення зберігання інформації на дисках.


Третє покоління комп'ютерів

Поява інтегрованих схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки — народження машин третього покоління. Інтегрована схема, яку також називають кристалом, являє собою мініатюрну електронну схему, витравлену на поверхні кремнієвого кристала площею приблизно 10 мм2. Перші інтегровані схеми (ІС) з'явилися 1964 року.


Поява інтегрованих схем означала справжню революцію в обчислювальній техніці. Одна така схема здатна замінити тисячі транзисторів, кожний 3 яких у свою чергу уже замінив 40 електронних ламп. Інакше кажучи, один крихітний, але складний кристал має такі ж самі обчислювальні можливості, як і 30-тонний ЕНІАК!
Швидкодія ЕОМ третього покоління збільшилася приблизно в 100 разів порівняно з машинами другого покоління, а розміри набагато зменшилися.
Четверте покоління комп'ютерів
Четверте покоління — ЕОМ на великих інтегрованих схемах.

Розвиток мікроелектроніки дав змогу розміщати на одному кристалі тисячі інтегрованих схем. Так, 1980 р. центральний процесор невеликої ЕОМ вдалося розташувати на кристалі площею 1,6 см2. Почалася епоха мікрокомп'ютерів. Швидкодія сучасної ЕОМ в десятки разів перевищує швидкодію ЕОМ третього покоління на інтегральних схемах, в 100 разів — швидкодію ЕОМ другого покоління на транзисторах та в 10 000 разів швидкодію ЕОМ першого покоління на електронних лампах.


П’яте покоління комп'ютерів
Нині створюються та розвиваються ЕОМ п'ятого покоління — ЕОМ на надвеликих інтегрованих схемах. Ці ЕОМ використовують нові рішення у архітектурі комп'ютерної системи та принципи штучного інтелекту.

5. Перспективи розвитку комп'ютерів

Сучасна обчислювальна техніка наблизилась до межі можливостей електронних схем. Це зумовлене обмеженою швидкістю поширення електричного сигналу та збільшенням негативного впливу теплових ефектів унаслідок зменшення розмірів мікросхем.

Відомо, що під час роботи всіх електричних приладів виділяється тепло. Сучасні комп'ютери обладнані вентиляторами для охолодження системи. Виділення тепла в мікросхемах уникнути не можна, а вентилятор у них не вмонтуєш. Тепло «надійно охороняє» підходи до мікросвіту. Чим менша мікросхема, тим вищий рівень теплових шумів і тим важче їх уникнути. З деякого рівня мініатюризації витрати на боротьбу з шумами стануть надто великими й ефект збільшення швидкодії не окупиться. Це і є межа для мікросхем, сьогодні визначена природою.

Перехід до надпровідних елементів і глибокого охолодження електронних схем, волоконно-оптичних, вакуумних і самоорганізаційних технологій, біотехнологій, де вчені мають наміри вирощувати біопроцесори в пробірках, дещо віддалить цю межу, але не усуне її. Ще можна збільшити швидкодію у сто-тисячу разів, але коштуватиме це дорого.

Передбачають, що в майбутньому архітектура обчислювальних машин буде далекою від фоннейманівської.

Для створення комп'ютера третього тисячоліття потрібні принципово нові ідеї та винаходи, які зроблять прорив у розвитку електроніки. Структура комп'ютера третього тисячоліття нагадуватиме будову мозку людини — найдосконалішої обчислювальної системи, яку технічними засобами перевершити неможливо. Завдання полягає в тому, щоб якомога повніше відтворити (змоделювати) його функції технічно.
6. Програмне забезпечення (ПЗ)

Сам по собі комп’ютер не володіє знаннями в сферах свого застосування, всі знання зосереджені в програмах, що виконуються на ПК. Змінюючи програми, можна ПК зробити робочим місцем конструктора, астронома, юриста. Програмне забезпечення називається також software (у перекладі „м’який виріб”).



Програма – впорядкована послідовність команд, яку може виконувати  обчислювальна машина. Завдяки програмі ЕОМ  автоматично здійснює  обробку інформації. 

Програма має бути розміщена у пам’яті ЕОМ і має указати обчислювальній машині ту послідовність дій, яку необхідно виконати для розв’язування задачі.    



Програма – це алгоритм, записаний у вигляді послідовності команд на мові програмування.

 Алгоритм – скінчений набір правил (послідовність впорядкованих дій), який дозволяє чисто механічно здійснювати послідовність операцій, за допомогою якої можна розв’язати задачу з деякого класу однотипних задач.



Програмне забезпечення – це сукупність програм обробки даних і описової документації для експлуатації програм.

Програмування – це теоретична і практична діяльність, пов’язана зі створенням програм. Розробка програм використовує наукоємні технології і висококваліфіковану працю.

Програмування стало провідною галуззю народного господарства (в середині 90-х років в світі програмування було зайнято 2% дорослого населення). Сукупний дохідний оборот в сфері програмування досягає декількох сотень млрд. доларів на рік.

Програмне забезпечення поділяється на три категорії (рис. 11).


http://informatuka.at.ua/papka/_11.jpg

Системні програми – сукупність програм для забезпечення роботи комп’ютерів, управління пристроями комп’ютера та обчислювальними процесами.

Прикладні програми – комплекс програм, що використовуються для розв’язування різних задач на комп’ютерах.

Інструментарій технології програмування – це програмні засоби, призначені для створення нових програм. Сюди входять різноманітні мови програмування.

7. Системні програми. Операційні системи та оболонки.

Системні програми – це програми, які забезпечують технічне функціонування комп’ютера, керування взаємодією різних програм та пристроїв, розподіл ресурсів між програмами користувачів, діагностику та профілактику апаратури ПК. 

Системне програмне забезпечення можна поділити на такі три частини: операційні системи (MS-DOS, Windows, Unix, Linux тощо); драйвери, що розширюють можливості операційних систем та дають їй можливість працювати із зовнішніми пристроями; сервісні програми, що є допоміжними програмами й призначені для обслуговування дисків, захисту від вірусів, архівації даних тощо. Ці програми називаються утилітами (програми, що виконують конкретну сервісну функцію).

Найважливішою складовою системного ПЗ є операційна система (ОС). Це є необхідний компонент на кожному працюючому комп’ютері. Будь-яка програма, що виконується на комп’ютері, користується послугами ОС.

  Операційна система – це комплекс програм, що завантажується автоматично при ввімкнені комп’ютера і призначений для:



а) керування виконанням програм користувача;

б) керування обчислювальними засобами ЕОМ;

в) захисту даних;

г) забезпечення користувачу зручного способу спілкування (дружнього інтерфейсу) з пристроями комп’ютера.

Керування обчислювальними процесами полягає в тому, що більшість сучасних програм можуть виконуватися за наявності операційної системи. Якщо б ці функції передати кожній програмі, то вони були б надто складними, тому на комп’ютері зручніше мати одну управляючу програму, послугами якої користуватися всі програми.

Керування ресурсами комп’ютера полягає в тому, що ОС розпізнає і обробляє команди, що надходять з клавіатури, керує роботою дисків, готує інформацію для виведення на екран монітора або на принтер, керує роботою миші, розподіляє пам’ять та час процесора.

Програмні модулі ОС, як правило, зберігаються на системному диску і по мірі необхідності передаються до оперативної пам’яті для виконання. Деяка частина ОС після ввімкнення комп’ютера постійно знаходиться в оперативній пам’яті. Ця частина ОС називається ядром ОС. В пам’яті, крім ядра є ще транзитна область, в яку в міру необхідності підкачуються ті чи інші програми ОС. На одному ПК можуть використовуватися декілька різних ОС.

Усі сучасні ОС мають своєрідні надбудови  –   оболонки.

Операційні оболонки – це спеціальні програми, що призначені для полегшення спілкування користувача з ОС. Найбільш популярними є оболонки Norton Commander, FAR Manager та ін.

Драйвери – це програми, що розширюють можливості операційної системи і служать для управління роботою периферійних пристроїв ЕОМ: накопичувачами, монітором, клавіатурою, принтером, маніпулятором миші та ін.

Драйвер пристрою повинен розуміти всі тонкощі функціонування цього пристрою, тому кожному пристрою відповідає свій драйвер, наприклад існує драйвер, що керує роботою пам’яті і він називається диспетчером пам’яті.

  Функції драйвера полягають в наступному:

     прийом і обробка запитів, що поступають до цього пристрою, наприклад, при натисканні клавіші на клавіатурі драйвер клавіатури перевіряє чи натискалась керуюча клавіша і виконує цю команду;

     перетворення запиту до пристрою в серію команд, що керують роботою цього пристрою;

     обробка сигналів, що поступають від пристроїв.

Драйвери можуть бути або стандартними або завантажуваними.

Стандартні (внутрішні) драйвери – це програми, які знаходяться всередині BIOS і служать для керування стандартними пристроями, що входять в склад комп’ютера, а саме: дисплеєм, клавіатурою, накопичуачами, таймером. Ці драйвери вмикаються автоматично.

Базова системи введення-виведення (BIOS) – це є окремий апаратно-програмний модуль, що входить до складу материнської плати, тому BIOS залишається незалежним, хоча операційна система може змінюватися.



Завантажувані (зовнішні) драйвери – це програми, які поставляються разом із зовнішніми пристроями, вони зберігаються на дисках і призначені для керування зовнішніми пристроями, які відрізняються від стандартних або технічними характеристиками або режимами експлуатації. Ці драйвери дають можливість використовувати в комп’ютерній системі нові зовнішні пристрої, наприклад, накопичувач лазерних дисків, лазерний принтер. Завантажувані драйвери мають бути вказані в файлі конфігурації config.sys. Установка драйвера здійснюється один раз при підключенні пристрою до комп’ютера.

8. Прикладне програмне забезпечення. Його класифікація

Для того, щоб за допомогою обчислювальної машини розв’язувати різноманітні задачі, створюється прикладне програмне забезпечення, яке використовується широким колом користувачів. Прикладні програми можна поділити на дві групи: прикладні програми загального призначення та прикладні програми спеціального призначення (рис. 5).

Прикладні програми загального призначення – це комплекс програм, які широко використовуються серед різних категорій користувачів. Найвідомішими серед них є текстові редактори, графічні редактори, електронні таблиці та системи управління базами даних (СУБД) (рис. 12.)

 http://informatuka.at.ua/papka/_12.jpg

 Текстові редактори – могутні програми для створення невеликих текстових документів. Вони дозволяють вводити, редагувати, форматувати текст, вставляти малюнки, таблиці, перевіряти правопис, складати зміст та багато інших складних операцій.

 Такими програмами є MS WORD, Лексикон та ін. Для підготовки досить складних документів (книг, газет, журналів) застосовують інші програми, що називаються видавничими системами.

 Графічні редактори – це прикладні програми, що дозволяють створювати, редагувати, записувати у файли, посилати на пристрій виведення графічні зображення. Більшість редакторів дозволяють обробляти картинки, введені за допомогою сканерів.

Приклади графічних редакторів: Paint Brush, Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, Corel Draw, Free Hand, 3D Studio Max та ін.

 Табличні процесори – це програми, що забезпечують роботу з великими таблицями чисел, а також автоматизацію математичних обчислень за допомогою формул. Вони забезпечують роботу з символьними даними, здійснюють побудову діаграм, графіків тощо.

 Найпопулярніші електронні таблиці – це Excel, Quattro Pro, Works та ін.

 

СУБД – це програми, що дозволяють створювати бази даних, здійснювати їх обробку та управління за відповідним запитом. Ці програми здійснюють пошук даних, генерацію звітів різної форми, обчислювальну обробку даних, сортування даних тощо.

 Прикладами таких програм є Access, FoxPro, Clipper, Oracle тощо.

До прикладних програм спеціального призначення можна віднести програми бухгалтерського обліку, розрахунку будівельних конструкцій, проектування деталей машин, керування матеріальними запасами, статистичної обробки даних, програмні засоби мультимедіа, банківські інформаційні системи тощо.

9. Інструментарій створення нових програм

Інструментальна система – це комплекс програмних засобів, призначених для створення нових програм. Така система містить обов’язково мову програмування, а також середовище для розробки нових програм. Це середовище підтримує типові інструменти програмування, що служать для професійної розробки програм. Процес складання програм називається програмуванням, його вивчають в школах, вузах.

До складу інтегрованого середовища входять такі інструменти:

                       текстовий редактор для набору і редагування програм;

                       мова програмування з компілятором;

                       система усунення синтаксичних помилок;

                       бібліотека готових програмних модулів;

                       довідкова система.

Прикладом інтегрованих середовищ (інструментальних оболонок) є Turbo Pascal, Delphi, Visual Basic та ін.

Мова програмування – це штучна мова для написання команд, які будуть виконані на ЕОМ. Ця мова доступніша для людини ніж мова машинних команд.

   Мова програмування складається з набору символів, ключових слів, синтаксичних конструкцій (синтаксис мови) та значення цих символів (семантика).

  Розрізняють мови програмування низького рівня – машинно-залежні мови, коли програма пишеться в термінах команд процесора та мови високого рівня – наближені до людської мови, машинно-незалежні мови.

  Мова найнижчого рівня – це мова машинного кодування, трохи вище знаходиться мова Асемблера, у якій машинні команди заміняються мнемонічними скороченнями. Прикладами мов високого рівня є Basic, Pascal, С. Текст вихідної програми складається зі спеціальних команд – операторів мови програмування.

Оскільки мова програмування незрозуміла для ЕОМ, то існують спеціальні програми, які вихідний текст програми переводять в машинні коди. Такі програми називають трансляторами. Транслятори бувають двох видів: компілятори та інтерпретатори. Компілятор перетворює вихідний текст програми на машинну мову. До одержаного коду підключаються стандартні процедури, використані в програмі, внаслідок чого з’являється робоча програма – файл з розширенням .exe чи .com.

Інтерпретатори обробляють текст програми не заздалегідь, а безпосередньо під час виконання програми.



Контрольні запитання:

  1. Коли і де зявилися перші пристрої, що полегшували обчислювання? Наведіть приклади таких пристроїв.

  2. Хто і коли розробив проект Аналітичної машини? У чому полягає відмінність цього пристрою від попередніх винаходів?

  3. Який вплив мав винахід Аналітичної машини на подальший розвиток обчислювальної техніки?

  4. Які засоби зберігання інформації використовували перші обчислювальні пристрої?

  5. Хто з українських учених працював над створенням логічної машини в нашій країні?

  6. Які пристрої входять до системного блоку?

  7. Які пристрої розміщуються на материнській платі?

  8. В яких одиницях вимірюється внутрішня пам’ять?

  9. Які основні характеристики має мікропроцесор?

  10. Які розміри екрану мають сучасні монітори?

  11. Для чого використовують клавішу DEL?

  12. Які характеристики мають лазерні принтери?


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал