Тема: Современная вычислительная техника в системе здравоохранения.

Курс I , специальность «Лечебное дело» «Акушерское дело».

1.Актуальность темы: Современный персональный компьютер является основным и наиболее распространенным техническим средством обработки и накопления информации. Знать назначение технических средств информации - дают возможность выполнять медицинские задачи автоматизировано, быстро и качественно

2. Цели лекции:

Учебные:

• знать основные компоненты персонального компьютера;

• знать определение файла, каталога, маршрута

• понимать основные принципы представления информации в ПК

• классификацию и назначение программного обеспечения ПК;

• иметь понятия, для чего необходимы системные оболочки

• знать основные понятия и возможности WINDOWS

• составить представление, что такое графический интерфейс

• иметь понятие о стандартных приложениях WINDOWS

Воспитательные:

- Заинтересовать учащихся в изучении информатики как предмета, необходимого в практической деятельности современного специалиста.

- Убедить, что владение компьютером и информационными технологиями - элемент технической культуры современного специалиста.

Классификация компьютерных средств.

Принципы работы ЭВМ:

• программное управление - ЭВМ работает по заранее составленной
  введенной в память компьютера программе;

• хранение программы в памяти - данные и программы представляю в числовой форме и хранятся в одном и том же запоминающем устройстве, различить их невозможно;

• двоичное кодирование - программы и любые типы данных представляются в виде двоичного кода.

Принцип проектирования ЭВМ:

• разделение ЭВМ на устройства - реализация модульно-магистрального построения (один из основных принципов);

• представление Джоном фон Нейманом ЭВМ в виде системы, объединяющей устройства ввода, устройства вывода, память и процессор - использование принципов работы ЭВМ.

Назначение основных устройств ЭВМ:

• устройства ввода - для ввода данных;

• устройства вывода - для вывода данных;

• память - для накопления, хранения и выдачи данных по запросу
  процессора;

• процессор - для обработки данных и управления работой всех уст­ройств.

Функциональная схема ЭВМ

Устройства

ввода

Запоминающие устройства

Устройства вывода

Арифметическое устройство

Устройство управления

Процессор

процессор

Достоинства ЭВМ:

• универсальность обработки информации - способность обрабатывать
  данные любых видов;

• универсальность решаемых задач - с помощью ЭВМ можно решить
  любую задачу, для которой может быть составлен алгоритм;

• точность - обеспечение вычислений с любой заданной степенью точ­ности.

Компьютер - это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

В зависимости от назначения, возможностей и размеров, современные компьютеры делятся на:

1. суперкомпьютеры - это многопроцессорные системы, которые выполняют миллиарды операций за секунду. Стоимость такой машины - несколько миллионов долларов. Их используют в космических исследованиях, для перспективного прогнозирования погоды на планете, военных исследованиях. В США создан компьютер, который выполняет около триллиона операций за секунду. В нем 9200 процессоров «Pentium Pro», которые работают параллельно, что обеспечивает рекордную скорость вычислений.

2. компьютеры серверы - это мощный компьютер, в котором используется многопроцессорная система высокой продуктивности, что, надает многим пользователям доступ к совместной операционной памяти мощностью в сотни мегабайт и до дисковой памяти емкостью десятки гигабайт. Пользователь, который находится далеко от сервера, может осуществлять взаимосвязь с ним через свой ПК с помощью сети и специального программного обеспечения.

3. сетевой компьютер (рабочая станция) - это компьютер, предназначенный для взаимодействия с сервером. Сетевые компьютеры дешевые, т.к. они фактически лишены дорогой дисковой памяти. Используют на предприятиях, в учебных заведениях, в банках, библиотеках и др.

4. настольный компьютер заменили крупногабаритные машины третьего поколения. Это универсальные компьютеры, которые могут использовать практически для всех видов работ. За пультом работает один человек. Функционирует автономно и в сети.

5. компьютеры-блокноты (notebook) имеют такие же технические возможности, но более дорогие.

6. специализированные микрокомпьютеры составная часть разных механизмов, используемые для решения определенных задач (станки с числовым программным управлением и пр.).

Компьютеры первого и второго типа принадлежат к классу систем коллективного использования, а третьего - пятого типов - до класса персональных компьютеров.

Другие виды классификации компьютеров: классификация по уровню специализации - универсальные и специализированные (предназначены для решения конкретного круга задач); классификация по типоразмерам - настольные, портативные, карманные; классификация по совместимости (аппаратная совместимость, совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость)

Модульно-магистральный принцип построения компьютера. Структурная схема ЭВМ

Суть модульно-магистрального принципа:

• отдельные устройства ПК представлены в виде модулей со строго определенными функциями, из которых пользователь формирует необходимую конфигурацию компьютера;

• взаимодействие отдельных модулей (устройств) осуществляется через
  магистраль;

• модуль - это относительно независимая часть устройства, выполняющая строго определенные функции. Модули ПК: оперативная па­мять, процессор, принтер, модем, клавиатура, сканер и пр.

Структурная схема ЭВМ

Внутренняя память

Процессор

шина адреса

шина данных

шина управления

Устройства сопряжения (адаптеры, котроллеры)

Устройства ввода

Внешняя память

Устройства вывода

Комментарии к схеме:

• существует базовый комплект ПК: процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), клавиатура, дисплей (монитор);

• остальные устройства приобретаются и подключаются по мере возможности и необходимости;

• подключение дополнительных (периферийных) устройств к информационной магистрали производится через устройства сопряжения (контроллеры и адаптеры);

• конструктивно любое дополнительное устройство может быть подключено через заднюю панель системного блока с помощью кабеля,
  имеющего специальный разъем.

• магистраль представляет собой совокупность проводов, по которым
  поступают сигналы и данные. Магистраль делится на шину данных,
  шину адреса, шину управления:

  • по шине данных происходит обмен данными между устройствами (двунаправленная шина). Разрядность шины определяется разряд­ностью процессора;

  • по шине адреса процессор считывает адрес устройства или ячейки ОЗУ, куда передаются или откуда считываются данные;

  • шина управления служит для передачи сигналов, указывающих на характер выполнения операции, или для синхронизации выполне­ния операций;

• устройства сопряжения (адаптеры и контроллеры) служат для согласования сигналов периферийных устройств и центральных устройств ПК.

Достоинства модульно-магистрального принципа:

• возможность модернизации в любое время;

• простота подключения нового оборудования

Структура и назначение основных блоков IBM

PC.

Архитектура ЭВМ. Технические средства информации

Основные понятия:

• под архитектурой ЭВМ понимают описание общей структуры компьютера, его функций и ресурсов;

• согласно архитектуре, предложенной Джоном фон Нейманом, компьютерная система состоит из устройств, каждое из которых выполняет определенную функцию информационного процесса:

Персональный компьютер - это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждому из которых поручена определенная функция.

Корпус и источник питания для ПК являются ключевыми элементами ПК. Неудачный корпус или источник питания может привести к уменьшению срока службы других устройств и затруднит модернизацию компьютера.

Корпус ПК выполняет ряд функций:

• обеспечивает механическое крепление и защиту всех компонентов

• экранирует компьютер от электромагнитных помех

• индицирует режим работы некоторых элементов Пк и позволяет управлять некоторыми функциями (включением, перезагрузкой)

• облегчает техническое обслуживание и ремонт ПК

• поддерживает режим охлаждения

Сердце машины и ее мозг - системный блок, с которым соединены кабелями клавиатура и монитор. Системный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к источнику питания - сети переменного тока.

Системный блок. Представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называются внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называются внешними. Внешние устройства, предназначенный для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Внутренние устройства системного блока:

1. материнская плата основная плата ПК. От материнской платы зависит, какой процессор и какую память можно установить, сколько плат расширения можно еще добавить. На ней расположены:

• процессор (устройство преобразования данных) - "мозг" машины, который выполняет поступающие на его вход команды.

• Центральный микропроцессор - это основное устройство ПК, исполняет программу, которая хранится во внутренней памяти, управляет работой всех других устройств и выполняет разнообразные операции над данными (арифметические - сложение, вычитание, деление, умножение; логические - сравнение чисел или символов).

Все процессоры ПК основаны на оригинальном дизайне Intel. Первым использованным в ПК процессором был чип 8088 фирмы Intel.

Важнейшей характеристикой, определяющими его производительность (быстродействие) являются:

1. разрядность (показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз) - типовым является 32-разрядный процессор;

2. рабочая тактовая частота (определяет скорость, с которой осуществляются операции в процессоре, измеряются в мегагерцах) - достигает до 3000 + МГц;

3. размер кэш-памяти (это сверхбыстродействующая память, расположенная внутри процессора, позволяющая снизить количество обращений процессора к значительно более медленной оперативной памяти). В IBM ПК используют микропроцессоры фирмы Intel.

• микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера. Именно он определяет функциональные возможности платы. Каждое новое поколение процессоров требует свой чипсет, поэтому при изменении типа процессора чаще всего необходимо изменить и материнскую плату.

• шины - набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера

• оперативная память (ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения программ и данных, когда компьютер включен

• ПЗУ - предназначена для длительного хранение данных, в том числе и когда компьютер выключен

• Разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

2. накопители на гибких и жестких магнитных дисках.

К персональному компьютеру могут подключаться дополнительные устройства (мышь, принтер, сканер и др.). Подключение производится через Порты - специальные разъёмы на задней панели.

ПОРТЫ бывают параллельные и последовательные. По последовательному порту информация передаётся поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передаётся одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов.

Скорость передачи информации при этом выше, но длина проводов может быть не более 1,5 м. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер.

Память компьютера. Устройство, предназначенное для хранения информации в виде последовательности символов внутреннего алфавита ЭВМ. Делится на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память - это память, используемая для хранения оперативной информации. Состоит из:

ПЗУ (RОМ) - неоднократно считывается, а записывается при ее изготовлении (память только для чтения). Постоянная память находится в модули на материнской плате, который называется ВIOS. Здесь записана программа, которая руководит компьютером сразу после включения: тестирует клавиатуру, ОП, ищет диск с операционной системой и предает управление загружающейся операционной системе.

ОЗУ (RAМ) - неоднократно записывается и считывается разнообразная информация. Из оперативной памяти информация поступает в процессор, где обрабатывается. Из процессора информация снова поступает в оперативную память. Процессор все время обменивается информацией с оперативной памятью.

Конструктивно внутреннюю память оформляют в виде ячеек памяти. Минимальный размер 1 ячейки = 1 байту. Каждой ячейка присваивается номер (адрес). Важнейшей характеристикой ОП является время доступа к ячейке, которое измеряется в наносекундах (1нс=10 ^-9 с).

Внутренняя память более быстродейственная по скорости записи и считывания информации. Программа и данные начинают обрабатываться в ПК только после того, как она будет записана из внешней памяти в оперативную.

Основной характеристикой памяти является ее емкость - бит, байт, КБайт и т.д.

Объем современных ПК лежит в пределах от 1 до сотен Мбайт.

(На 1 странице формата А4 размещается примерно 2000 печатных знаков (30 строк, в каждом по 62-65 знака). Следовательно, для хранения информации, размещаемой на одной печатной странице необходимо в ПК иметь память емкостью 2 Кбайта. В память емкостью в 1 Мбайт можно записать информацию, размещенную на 500 страницах, что примерно соответствует одной книге.)

BIOS, Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода - это записанная на чип специальное программное обеспечение, которому выделяется роль сбора информации про систему и определение подключенного оборудования. BIOS содержит инструкции об управлении клавиатурой, дисплеем, дисковыми накопителями, портами ввода/вывода, а также имеет дополнительные функции.

BIOS записывают в микросхему постоянной памяти, которую устанавливают на системную плату. Такая память энергонезависимая - это гарантирует, что BIOS никогда не будет уничтожен.

В тот момент, когда включается компьютер, много системных действия выполняются автоматически. Сначала центральный процессор «просыпается» и считывает инструкции с чина BIOS. Данные инструкции запускают в последовательность тестирования. Кроме того, BIOS начинает проверять работоспособность системных устройств:

• инициирует систему ресурсов и регистры чипсетов;

• систему управления энергообеспечения

• тестирует оперативную память

• включает клавиатуру

• тестирует последовательные и параллельные порты

• инициирует дисковода и контролеры жестких дисков

• отображает итоговую системную информацию.

В процессе тестирования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, что сохраняется в CMOS - специальный чип, расположенный на системной плате. CМOS-чип обновляет информацию, если устанавливается новый компонент ПК.

После этого BIOS приступает к поиску программы загрузки операционной системы и ждет ответов от нее. Если ответ получен, программа помещается в память, откуда происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств.

CMOS RAM - это память с невысокой скоростью и минимальным энергообеспечением от батарейки. Используется для сохранения информации о конфигурации и составе ПК, а также о режимах его работы.

Для сохранения графической информации используется видеопамять. Видеопамять (VRAM) - разновидность ОЗУ, в котором сохраняются закодированные изображения. Это устройство организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам - процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Внешняя память предназначена для длительного хранения больших массивов информации. Она сохраняется и после отключения ПК от сети.

Основные носители: накопители на магнитных и оптических дисках.

Предназначены для постоянного хранения информации.

В ПК применяются:

- жесткий несъемный диск (винчестер);

- сменные гибкие диски (дискеты).

- оптические диски (CD-ROM)

Жесткий диск предназначен для постоянного хранения той информации, которая более или менее часто используется в работе. Диск, выполненный из металлической или керамической пластины, вращающийся с высокой скоростью. Запись и считывание информации осуществляется магнитной головкой. Основные параметры - это емкость и производительность.

Количество дисков может быть - от одного до пяти, количество поверхностей, соответственно, вдвое больше. Скорость оборота дисков - 3600 - 7200 об/мин.

Дискеты используются для обмена программами и данными между компьютерами, для хранения архивной информации, не используемой в работе, для хранения запасных копий программ и данных. Наиболее распространенные дискеты диаметром 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мбайт.

Лазерные диски или компакт-диски - диски только "для чтения" с большой емкостью и повышенной скоростью передачи считанной информации. Стандартный компакт-диск имеет емкость около 650 мега байт. Сейчас производят диски с многоразовыми записями новой информации, для просмотра видеофильмов (CD-RW, CD-DVD - вмещает до 17 Гбайт данных). Диаметр 12 см, толщина - 1,2 мм. Информация на диске представлена в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов (уровень соответствует поверхности диска), размещенных по спиральной дорожке, что начинается с области вблизи от оси диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч спиральных дорожек.

Стример - устройство для резервного копирования больших объемов информации. Кассеты с магнитной лентой емкостью 1-2 Гбайт.

Для обращения к сменным магнитным дискам используются латинские обозначения А: и В:; первый жесткий магнитный диск обозначается именем С:.

Устройства ввода и вывода информации.

Видеосистема ПК состоит из трех компонентов:

• монитор

• видеоадаптер

• программное обеспечение (драйверы видеосистемы)

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и сигналами строкового и кадрового разворачивания. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А программные средства обновляют видеоизображение - выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования и пр.

Монитор - предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Изображение на экране монитора получается в результате облучения люминоформного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминоформное покрытие имеет точки или полоски трех видов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором ставят маску - панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Чем меньше шаг между отверстиями (шаг маски), тем четче и точнее изображение. Шаг маски измеряется в долях миллиметра.

Частота регенерации (обновления изображения) показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение, поэтому ее также называют частотой кадров. Частота регенерации измеряется в Герцах. Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображение заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считается значение 75 Гц, нормальным - 85 Гц, и комфортным - 100 Гц и более.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепринятыми считаются следующие международные стандарты: MPR-II, TCO-92, TCO-95, TCO-99. В стандарте TCO-99 установлены самые жесткие нормы по параметрам, определяющими качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).

Монитор работает под управлением специального аппаратного устройства - видеоадаптера, который предусматривает два возможных режима - текстовый и графический. В текстовом режиме экран разбивается на 25 строк по 80 позиций в каждой строке (всего 2000 позиций). В графическом режиме на экран выводятся любые изображения, элементами, изображения которых являются точки (пиксели).

Основными характеристиками монитора являются:

• разрешающая способность (количество точек по вертикали и горизонтали, чем больше точек, тем качественнее изображение); 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024 и т.д.

• количество цветов; за время существования ПК сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный), CGA (4 цвета), EGA (16 цветов), VGA (256 цветов), SVGA (до 16,7 миллионов цветов)

• размер экрана: 15 дюймов, 17 дюймов, 19 дюймов и т.д.

Клавиатура - устройство, предназначенное для ввода алфавитно-цифровой информации в компьютер и управления его работой. Для каждого символа выделяется определенная клавиша, на которую обеспечивается ввод соответствующего символа. В большинстве ПК используется IBM совместимая клавиатура, которая имеет 101 клавишу и несколько индикаторов, сигнализирующих о текущем режиме клавиатуры.

Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системы программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхем ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (ВIOS), и поэтому компьютер реагирует на нажатие клавиш сразу после включения. Клавиатура содержит клавиши латинских и русских букв, цифр, различных знаков и специальные функциональные клавиши. Число клавиш у настольных машин от 101 до 125. У машин типа NoteBook (блокнот) число клавиш равно 83. Клавиатура компьютера состоит из 6 групп клавиш:

1) буквенно-цифровые;

2) управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);

3) функциональные (F1-F12);

4) цифровая клавиатура;

5) управления курсором (, , ↑ , ↓ , Page Up, Page Down, Home, End, Delete, Insert);

6) световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).

Мышь - устройство управления манипуляторного типа. перемещение "мыши" по столу в различных направлениях синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши - курсор) на экране дисплея. Курсор - метка на экране дисплея, показывающая, в каком месте экрана будет отображаться информация при нажатии каких-либо клавиш.

В отличие от клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и ПК не имеет для нее выделенного порта. В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы - драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации - ее принцип управления является событийным. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее выполнению.

Регулируемые параметры мыши: чувствительность (величина перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок мыши, чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). Большинство программ используют две из трёх клавиш мыши. Левая клавиша - основная, ею управляют компьютером. Она играет роль клавиши Enter. Функции правой клавиши зависят от программы. Часто она играет роль клавиши Esc. Если пользователь "левша", то можно в ряде программ поменять клавиши местами. Для мыши, как правило, используется специальный коврик - для более надёжного контакта с шариком мыши при перемещении её по столу. Мыши бывают механическая и оптическая.

Кроме мыши существуют:

- трекбол - устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки (преимущество - не требуется гладкой рабочей поверхности);

- пенмаус - аналог шариковой ручки;

- инфракрасная мышь - беспроводная связь с системный блоком;

- джойстики (джойпады, геймпады и штурвально-педальные)

Принтер -печатающее устройство для вывода информации на бумагу. Наиболее распространенные типы принтеров:

• матричные (игольчатые: печатающая головка имеет 9 ил 24 металлических штырька, размещенных по вертикали вплотную; получив сигнал, иголки ударяют по красящей ленте и оставляют на бумаге отметки-точки; скорость печати 1-5 мин.);

• струйные (изображение на бумагу получаются путем нанесения красящего вещества; печатающая головка - это форсунки, которые выпрыскивают краску на бумагу);

• лазерные (лазерный луч электризует поверхность барабана, порошок тонера наносится на электризованные участки; самый качественный; скорость печати 20 листов в мин.).

Сканер - устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Принцип действия основан на преобразовании изображения в электрические сигналы. Сканеры бывают:

• планшетные - обрабатывают весь лист информации; луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью, конструктивно исполняются в виде линейки;

• ручные - протягивание линейки ПЗС выполняется вручную;

• штрих-сканеры (для ввода данных, закодированных в виде штрих кода)

• графические планшеты (дигинайзеры) для ввода художественной графической информации (в основе лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета);

• сканеры форм - для ввода данных со стандартными формами, заполненных механически или от «руки»; используют при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

• цифровые фотокамеры - воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенные в прямоугольную матрицу.

Плоттер. Графопостроитель - устройство для вывода графической информации для ЭВМ ( графиков, диаграмм, чертежей, рисунков).

Модем (модулятор + демодулятор) - устройство для обмена информацией с другим компьютером через телефонную сеть. Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер.

От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени.

Факс - устройство, которое принимает, создает, или кодирует, и пересылает на расстоянии телефонными линиями идентичное (факсимильное) изображение оригиналов текста, документа и пр.

Программное обеспечение.

программы - упорядоченная последовательность команд, способная выполнять определенную работу при помощи ЭВМ.

Чтобы ЭВМ могла выполнять программу, она должна быть записана по строгим правилам в виде доступном для обработки на ЭВМ.

Для ввода программы в память ЭВМ ее можно набрать на клавиатуре, считать с магнитного диска или передать по линиям связи с другой ЭВМ. В памяти ЭВМ хранится, как сама программа, так и обрабатываемые по этой программе данные. При выполнении ЭВМ анализирует программу и в соответствии с программой выполняет те или иные преобразования над данными. По завершению выполнения программы результаты выполнения могут быть изображены на экране, напечатаны на бумаге, записаны на дискету или другим образом выведены из ЭВМ с помощью одного из устройств вывода.

Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Суть принципа программного управления:

• любые действия компьютера осуществляются автоматически по зара­нее составленной и введенной в память компьютера программе;

• процессор исполняет ту или иную последовательность команд программы, его действия предсказуемы, в программе расписана реакция
  на все события, которые могут произойти в компьютере;

• широкие возможности для работы с информацией и по управлению ПК возможны благодаря большому количеству разных программ.

Системное программное обеспечение. Операционные системы.

Назначение системного ПО:

• системное ПО предназначено для обеспечения работоспособности ПК;

• к системному ПО относятся: операционные системы, сервисные программы (утилиты) и другие программы, обеспечивающие стабильно функционирование компьютера.

Операционные системы:

• назначение - для обеспечения согласованной работы всех устройств компьютера и обеспечения доступа к ресурсам ПК;

• основные функции ОС:

• управление файловой системой;

• организация диалога между пользователем и компьютером;

• управление ресурсами компьютера;

• координация и согласование работы всех устройств;

• состав ОС - набор программных модулей, каждый из которых отвеча­ет за выполнение различных функций:

• командный процессор (различает и исполняет команды пользова­теля);

• драйверы устройств (согласуют работу периферийного оборудования);

• интерфейс (диалог между пользователем и компьютером);

• справочная система (по запросу пользователя выдает справочную информацию);

• сервисные программы (программы для обслуживания магнитных дисков и др.).

• интерфейс ОС - определяет способ организации диалога. Для пользователя операционные системы отличаются интерфейсом, так как управление работой компьютера осуществляется в режиме диалога между компьютером и пользователем.

Различают два типа пользова­тельских интерфейсов:

• неграфические (процедурные), командно-символьный (MS DOS);

• графические, объектно-ориентированный (Windows 9х/МЕ).

С точки зрения управления исполнением приложений операционные системы делятся на:

• однопользовательские однозадачные (MS DOS, DR DOS)- передают все ресурсы вычислительной системы только одному исполняемому приложению;

• однопользовательские многозадачные (Windows-95,-97,-98)- обеспечивают возможность одновременной или поочередной работы нескольких приложений;

• многопользовательские многозадачные (UNIХ, Windows-ХР,-NT, Linux)- обеспечивают возможность совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими пользователями.

Сервисные программы

Драйвер (англ. driver) (множественное число драйверы, вариант драйвера разговорный и профессиональный) - компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению стандартным образом. В общем случае для использования каждого устройства, подключённого к компьютеру, необходим специальный драйвер. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для более специфических устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

Операционная система управляет некоторым «виртуальным устройством», которое понимает стандартный набор команд. Драйвер переводит эти команды в команды, которые понимает непосредственно устройство. Эта идеология называется «абстрагирование от аппаратного обеспечения». Драйвер состоит из нескольких функций, которые обрабатывают определенные события операционной системы.

Утилита (англ. utility или tool) - программный продукт, предназначенный не для решения какой-либо прикладной задачи, а для решения вспомогательных задач.

Так компьютерные утилиты можно разделить на три группы: утилиты сервисного обслуживания компьютера, утилиты расширения функциональности и информационные утилиты.

К утилитам сервисного обслуживания (УСО) относятся все виды сервисных программ, такие как утилиты по дефрагментации, проверке и исправлению структуры разделов жёсткого диска, исправлению системных зависимостей, тонкой настройке системы и т. д. Поскольку типовой набор необходимых УСО примерно одинаков для всех пользователей ПК, то большое распространение получили заранее собранные пакеты утилит, наиболее ярким примером которых может послужить пакет Norton Utilities (входящий в Norton System Works) от компании Symantec.

Системы программирования

Наиболее часто для создания программного обеспечения используются языки программирования. Язык программирования - это программа позволяющая описать последовательность действий компьютера при помощи набора команд или операторов (слов за которыми закреплены определенные действия компьютера). Однако следует сказать, что язык программирование не является тем языком, с помощью которого функционирует ЭВМ. Естественным языком, который понимает компьютер является машинный и его алфавит состоит из двух символов - единиц и нулей. Машинный язык - это такой язык, который компьютер воспринимает непосредственно, т.е. это язык машинных команд данной модели компьютера. Но процесс написания программы на машинном языке достаточно сложен и неудобен, поэтому было создано достаточно большое количество языков программирования, которые можно разделить на три группы:

Трансляторы - это языки-переводчики, то есть человек описывает ход выполнения программы используя операторы близкие по смыслу к выполняемым компьютером действиям, а переводит эти операторы по очереди в язык машинных кодов. Программы, написанные на таких языках просты и понятны, но выполняются достаточно медленно. Типичные языки - трансляторы -BASIC, FORTRAN.

Компиляторы - отличаются от трансляторов только тем, что переводятся в машинные коды не отдельные операторы, а целиком программа, поэтому программы выполняются гораздо быстрее. Языки-компиляторы получили наибольшее распространение, например - PASKAL, C++ и т.д.

Машинно-ориентированные языки или АССЕМБЛЕРЫ - это программы позволяющие создавать программы в машинных кодах.

Прикладные программы

Прикладное программное обеспечение предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом. Пакеты прикладных программ являются мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры обработки информации. В современном мире персональный компьютер давно уже не является чем-то необычным и практически каждый человек, взявший его в руки, хочет решить ту или иную задачу. Поэтому как-то классифицировать или даже просто перечислить все прикладные программы не представляется возможным. Поэтому мы остановимся только на наиболее распространенных примерах прикладного программного обеспечения:

1. Текстовые редакторы - это программы позволяющие создавать, корректировать и печатать текстовые документы (Блокнот, Word и т.д.)

2. Графические редакторы - позволяют обрабатывать графическую информацию (Photoshop, Corel Draw).

3. Электронные таблицы - предназначены для хранения информации в табличном виде и выполнения статистических, арифметических, финансовых и прочих вычислений (Excel).

4. Системы Управления Базами Данных (СУБД) - программы позволяющие хранить, обрабатывать, систематизировать и производить поиск информации в удобном виде (FoxPro, Access, MS WORKS).

1. Интегрированные пакеты- пакеты программ, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты (MS Office, Framework).

2. CASE-технологии применяются при создании сложных информационных систем, обычно требующих коллективной реализации проектов, в которых участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты.

3. Экспертные системы - системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов.

Коммуникационные программы

Коммуникационные программы - обеспечивают работу ПК в составе коммуникационных компьютерных сетей. По мере развития компьютерных сетей развивалось и соответствующее программное обеспечение. По началу это были только программы обеспечивающие функционирование компьютера в составе компьютерной сети. Это программное обеспечение нужно отнести к классу системного, поскольку оно является частью сетевых операционных систем (например таких как Novell NetWare). Но со временем появился новый класс программ предназначенный не для общения машин между собой, а для общения людей друг с другом по компьютерной сети или для удобства доступа пользователя к ресурсам хранящимся в компьютерных сетях. Эти программы получили название коммуникаторов. Коммуникационные программы можно разделить на три основных класса:

1. Низкоуровневые коммуникационные программы (диалог человек-человек). Примером являются программы, обеспечивающие функционирование локальной сети.

2. Коммуникационные программы класса "человек-человек". Примером является программы-мессенджеры (ICQ, QIP).

3. Многофункциональные программы для коммуникации и навигации в компьютерных сетях (Internet Explorer, брандмауэры, файерволы).