Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл icon

Тема "Системное и прикладное программное обеспечение" Файл



НазваниеТема "Системное и прикладное программное обеспечение" Файл
Дата конвертации10.09.2012
Размер218.35 Kb.
ТипДокументы
1. /inf-base/Контроль/Задачи (ОТВЕТЫ) к контрольной по базовой информатике.doc
2. /inf-base/Контроль/Задачи к контрольной по базовой информатике.doc
3. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006 (ответы).doc
4. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006.doc
5. /inf-base/Контроль/Тесты по алгоритмизации для 11 класса.doc
6. /inf-base/Контроль/Тесты по архитектуре ЭВМ.doc
7. /inf-base/Лабы/Lab01-DOS,Windows.doc
8. /inf-base/Лабы/Lab02-Word.doc
9. /inf-base/Лабы/Lab03-Excel.doc
10. /inf-base/Лабы/Lab04-Access.doc
11. /inf-base/Программа/Программа Информатика, часть 4.doc
12. /inf-base/Темы/Внутренние команды DOS.doc
13. /inf-base/Темы/Старые/Тема 4 (полностью из моего пособия).doc
14. /inf-base/Темы/Старые/Тема 9 - Сети.doc
15. /inf-base/Темы/Старые/Тема2.doc
16. /inf-base/Темы/Старые/Тема3.doc
17. /inf-base/Темы/Тема Архитектура ЭВМ - конспект.doc
18. /inf-base/Темы/Тема Основы информатики - набросок.doc
19. /inf-base/Темы/Тема Системное и прикладное ПО.doc
20. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки табличной информации.doc
21. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки текстовой и графической информации.doc
200 a^b больше в 2 раза
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
200 a^b 250 байт
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
Исполнитель
Расписание самолетов из аэропорта Внуково
Лабораторная работа. Тема: Операционные системы dos и Windows
Конспект материала: Документ Word
html">Конспект материала: Документ программы Excel
Цель работы: изучение основ работы с системой управления базами данных Microsoft Access
Рабочая программа курса "Информатика"
Внутренние команды dos
Программное обеспечение персонального компьютера
1 Общая характеристика и классификация компьютерных сетей
2. Поколения ЭВМ
5. Алгоритмические языки
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп
Тема Основы информатики Основные понятия информатики Информатика
Тема "Системное и прикладное программное обеспечение" Файл
Технология обработки табличной информации
Тема "Технология обработки текстовой информации" Текстовые форматы и типы файлов




Тема "Системное и прикладное программное обеспечение"

Файл —поименованная совокупность данных, представлен­ных на машинном носителе информации. Понятие файла применя­ется в основном к данным, хранящимся на дисках, и поэтому фай­лы обычно отождествляют с участками дисковой памяти на этих носителях.

Файловая система включает в себя, помимо самих файлов, пра­вила образования имен файлов и способов обращения к ним, иерархическую систему оглавления файлов и структуру хранения файлов на дисках. Файл имеет имя и атрибуты (архивный, "только для чтения", скрытый, системный) и характеризуется размером в байтах, датой и временем его создания или последне­го изменения.

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расшире­ния. Расширение, называемое также типом файла, может отсут­ствовать. Имя файла отделяется от расширения символом точки. Символы, использу­емые в имени файла и его расширении, берутся из следующего набора:

  • прописные и строчные буквы ла­тинского алфавита;

  • цифры;

  • некоторые специальные символы, например, знак подчеркивания.

В операционных системах поколения DOS имя файла может иметь длину от одного до восьми символов, а расширение - от нуля до трех. В современных операционных системах поколения Windows файлам можно присваивать имена длиной до 255 символов. Расширение указывает вид и назначение файла, некоторые из них являются стандартными, например:

  • .СОМ и .ЕХЕ — исполняемые файлы;

  • .ВАТ — командный пакетный файл;

  • .ТХТ — текстовый файл произвольного типа;

  • .MDB — файл базы данных Access;

  • .XLS — электронная таблица Excel;

  • .DOC — текстовый файл редактора Microsoft Word;

  • .ZIP — упакованный файл архиваторов Winzip/PkZip.

Применение стандартных расширений позволяет не указывать их при выполнении системных программ и пакетов прикладных программ, при этом используется принцип умолчания.

Каталогом называется поименованный набор файлов, объединенных по признаку принадлежности к одному программному продукту или по иным соображениям. Выражение «файл входит в каталог» или «файл содержится в каталоге» означает, что сведения об этом файле записаны в области диска, относящейся к данному каталогу. В MS_DOS каталог было принято называть ди­ректорией (от англ. directory — справочник, указатель). В русифицированных Windows вместо термина «каталог» обычно используют термин «папка». Имена каталогов строятся по тем же правилам, что и имена файлов. Каталоги обычно не имеют расширения, хотя его можно присваивать.

На каждом физическом или логическом диске существует корневой (головной) каталог, который нельзя создать, удалить или переименовать средствами пользователя. Он обозначается символом ‘\’ (в некоторых операционных системах можно использовать также ‘/’). В головном каталоге могут быть зарегистрированы другие каталоги и файлы. Вложенные каталоги могут, в свою очередь, включать каталоги более низкого уровня. Такая структура называется иерархической системой или деревом каталогов, в котором главный каталог образует корень дерева, а остальные каталоги подобны ветвям.

Объеди­нение файлов в каталоги не означает, что они каким-либо образом сгруппированы в одном месте на диске. Более того, один и тот же файл может быть «разбросан» (фрагментирован) по всему диску. Файлы с совпадающими именами могут находиться в нескольких катало­гах диска, но несколько одноименных файлов в одном каталоге находиться не могут.

Для того чтобы ОС могла обратиться к файлу, необходимо ука­зать:

  • диск;

  • путь по дереву каталогов;

  • полное имя файла.

Эта информация указывается в спецификации файла, которая имеет следующий формат:

[диск:][путь]имя файла[.тип]

Квадратные скобки [] означают, что соответству­ющую часть спецификации можно опустить. В этом случае используется значение по умолчанию.

Если диск не указан, то используется текущий диск. Текущий диск - это диск, с которым в настоящий момент работает опера­ционная система.

Путь - это каталог или последовательность катало­гов, которые необходимо пройти по дереву каталогов к тому ката­логу, в котором находится файл. Имена в пути записываются в по­рядке уменьшения их старшинства и разделяются символом «\». Ката­лог, в который входит текущий каталог, называется родительским.

Путь может содержать ссылку на родительский каталог, обозначаемую .. (две точки). Например, путь ..\text\my.txt означает, что файл my.txt находится в каталоге text, зарегистрированном в том же каталоге, что и текущий.

Довольно часто возникает необходимость обработать одной командой сразу несколько файлов. Например, удалить все файлы резервных копий, имеющие расширение BAK, или переписать несколько файлов-документов с именами doc1.txt, doc2.txt и т. д. В этих случаях используют специальные символы-маски, позволяющие описать одним именем группу файлов. Масок всего две:

  • символ * в имени или расширении файла заменяет любое допустимое количество любых символов;

  • символ ? в имени или расширении файла заменяет любой символ или отсутствие символа.

Нашим примерам будут соответствовать маски *.bak (все файлы с расширением bak) и doc?.txt (все файлы с расширением txt и именем из 4 символов, начинающимся с doc).

Программное обеспечение (ПО) можно разделить на две основные группы:

Системное ПО организует процесс обработки инфор­мации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ.

Прикладное ПО предназначено для реше­ния конкретных задач пользователя.

В состав системного ПО входят:

  • операционные системы;

  • сервисные программы (утилиты);

  • трансляторы языков программирования;

  • программы технического обслуживания.

Под операционной системой (ОС) понимается комплекс программ, предназначенный для следующих целей:

  • управление работой устройств компьютера как частей еди­ного целого;

  • управление процессом исполнения программ;

  • управление файловой системой;

  • поддержание пользовательского интерфейса, т.е. способа взаимодействия человека с компьютером и приложениями.

Исходя из выполняемых ими функций, ОС можно разбить на три группы:

  • однозадачные (однопользовательские);

  • многозадачные (многопользовательские);

  • сетевые.

Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользовате­ля с одной конкретной задачей в каждый момент времени. Ти­пичным представителем таких ОС является ОС MS DOS, разработанная компанией Microsoft.

Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени. При этом в памяти находится несколько программ (задач), и процессор распре­деляет ресурсы компьютера между ними. Типичными пред­ставителями подобного класса ОС являются UNIX и OS/2 корпо­рации IBM, Microsoft Windows 95/98/2000, Microsoft Windows NT и некоторые другие.

Сетевые ОС связаны с появлением локальных и глобальных се­тей (см. раздел 4) и предназначены для обеспечения доступа пользователя к ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями сете­вых ОС являются Novell NetWare, Microsoft Windows NT, IBM LAN, UNIX и др.

Сервисное ПО - это совокупность программных продуктов, пре­доставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных сис­тем.

По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на следующие группы:

  • средства, улучшающие пользовательский интерфейс;

  • средства, защищающие данные от разрушения и несанкционирован­ного доступа;

  • средства, восстанавливающие утерянные данные;

  • средства, ускоряющие обмен данными;

  • средства архивации-разархивации;

  • антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства мо­гут быть, представлены оболочками, утилитами и автономными программами.

Оболочки предоставляют пользователю качественно новый ин­терфейс и освобождают его от детального знания операций и ко­манд ОС. Функции большинства оболочек, например семейства MS DOS обеспечи­вают более быструю и удобную работу с файловой системой. Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS наиболее популярны в России оболочки Norton Commander, Dos Navigator, Volkov Commander. В ОС Windows аналогичный интерфейс предлагает оболочка Far Manager.

Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги, в основном, по обслуживанию дисков и файловой системы. Утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

  • обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохран­ности информации, возможности ее восстановления в слу­чае сбоя и т.д.);

  • обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

  • создание и обновление информационных архивов;

  • предоставление информации о ресурсах компьютера, о дис­ковом пространстве, о распределении памяти между про­граммами;

  • печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

  • защита от компьютерных вирусов.

Из утилит, получивших наибольшую известность, можно на­звать многофункциональный комплекс Norton Utilities.

Программные средства антивирусной защиты обеспечивают ди­агностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Тер­мином «вирус» обозначается программа, способная размножаться, внедряясь в другие программы, совершая при этом различные несанкционированные действия.

Комплекс средств, включающих в себя входной язык програм­мирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандарт­ных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программиро­вания.

Под программами технического обслуживания понимается сово­купность программно-аппаратных средств для диагностики и обна­ружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислитель­ной системы в целом.

Прикладное программное обеспечение (ППО) предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) пользо­вателя.

В настоящее время имеется широкий спектр ППО, различающих­ся по своим функциональным возможностям н способам реализации.

Пакет прикладных программ (ППП) — это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса.

ППП общего назначения — универсальные программные про­дукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуа­тации функциональных задач пользователя и информационных си­стем в целом.

К этому классу ППП относятся:

  • текстовые процессоры и графические редакторы;

  • электронные таблицы;

  • системы управления базами данных (СУБД);

  • интегрированные пакеты;

  • Case-технологии;

  • оболочки экспертных систем и систем искусственного ин­теллекта.

Редактором называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюст­раций.

Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графические и издательские системы.

Текстовые редакторы предназначены для обработки текстовой и информации. Развитые текстовые редакторы позволяют также включать в текстовый документ графические объекты различных типов. Наибольшее распространение получили текстовые редакторы Microsoft Word, ChiWriter, MultiEdit и др.

Графические редакторы предназначены для обработки графичес­ких документов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таб­лицы. Допускается управление размером фигур и шрифтов, переме­щение фигур и букв, формирование любых изображений. Из наибо­лее известных графических редакторов.можно назвать PC Paintbrush, пакеты Corel DRAW, Adobe Photoshop и Adobe Illustrator и др.

Издательские системы соединяют в себе возможности тексто­вых и графических редакторов, обладают развитыми возможностя­ми по форматированию полос с графическими материалами и пос­ледующим выводом на печать. Эти системы ориентированы на ис­пользование в издательском деле и называются системами верстки. Из таких систем можно назвать продукты Pagemaker фирмы Adobe, Ventura Publisher корпорации Corel и др.

Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки таблиц. Данные в таблице хранятся в ячейках, находя­щихся на пересечении столбцов и строк. В ячейках могут храниться числа, символьные данные и формулы. Формулы задают зависи­мость значения одних ячеек от содержимого других ячеек. Измене­ние содержимого ячейки приводит к изменению значений в зави­сящих от нее ячейках.

К наиболее популярным ППП этого класса относятся такие продукты, как Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro и др.

Системы управления базами данных — это совокупность специ­альным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске.

Управление базой данных включает в себя ввод данных, их кор­рекцию и манипулирование данными, т.е. добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д. Развитые СУБД обеспечивают неза­висимость прикладных программ, работающих с ними, от конк­ретной организации информации в базах данных. В зависимости от способа организации данных различают; сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.

Из имеющихся СУБД наибольшее распространение получили Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox (корпорации Borland), a также СУБД компаний Oracle, Informix, Ingres, Sybase, Progress и др.

Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.

Современные интегрированные ППП могут включать в себя:

  • текстовый редактор;

  • электронную таблицу;

  • графический редактор;

  • СУБД;

  • коммуникационный модуль для работы с компьютерными сетями.

В качестве дополнительных модулей в интегрированный пакет могут включаться такие компоненты, как система экспорта-импор­та файлов, калькулятор, календарь, системы программирования.

Из имеющихся интегрированных пакетов лидирует ППП Microsoft Office, в состав которого входят, в частности, Word и Excel.

Case-технологии применяются при создании сложных информа­ционных систем, обычно требующих коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты.

Экспертные системы — это системы обработки знаний в узко­специализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов.

Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация сданной предметной области. Имеются две основные формы представления знаний в ЭС: факты и пра­вила. Факты фиксируют количественные и качественные показате­ли явлений и процессов. Правила описывают соотношения между фактами, обычно в виде логических условий, связывающих причи­ны и следствия.

Операционные системы семейства DOS

Исторически первой массовой ОС для персональных компьютеров была операционная система MS-DOS, появление которой вызвано созданием в 1981 году фирмой IBM (International Business Machine) персонального компьютера IBM PC.

В основе любой операционной системы компьютеров типа IBM PC лежит базовая система ввода-вывода (BIOS) — набор про­грамм, записанных в микросхемах памяти ROM. BIOS проверяет исправность устройств после включения питания, вызывает загрузчик операци­онной системы, выполняет операции ввода-вывода данных.

В состав DOS входят программа-загрузчик, располагающаяся в системной области диска, системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS, командный процессор COMMAND.COM, файлы внешних команд, драйверы различных устройств.

Загрузка ОС MS DOS осуществляется тремя спо­собами:

  • включение питания компьютера;

  • нажатие на кнопку RESET на корпусе компьютера (на большинстве новых моделей этой кнопки нет или она сделана незаметной);

  • одновременное нажатие клавиш Ctrl+Alt+Delete.

Загрузка DOS начинается с тестирования оборудования средствами BIOS. Если не обнаружено ошибок — загрузка продолжается. С сис­темного диска считываются файлы IO.SYS и MSDOS.SYS. После этого проверяется наличие в корневом каталоге загрузочного дис­ка файла CONFIG.SYS. Если такой файл существует, исполняются его коман­ды. Затем загружается командный процессор COMMAND.COM и проверяется наличие в корневом каталоге заг­рузочного диска файла AUTOEXEC.BAT. Если файл существует, он исполняется. С помощью файлов CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT пользователи могут настраивать DOS для своих целей. После завершения загрузки на экран выводится приглашение DOS. Форма приглашения зависит от того, какой диск в данный момент является активным, В простейшем случае оно выглядит сле­дующим образом:

c:\>

Это означает, что активным (выбранным в настоящий момент) является логический диск c:, с которого обычно осуществляется загрузка ОС. В ответ на приглашение DOS можно ввести любую команду или имя исполняемого файла. Общий формат команды DOS выглядит следующим образом:

имя команды [имена или маски файлов] [параметры]

Обязательным является только указание имени команды. Если команда внешняя, то есть хранится в виде отдельного исполняемого файла, в качестве имени может быть указан путь к этому файлу. Следующий элемент - [имена файлов или маски] - может указывать, какие файлы должны быть обработаны командой (например, если это команда копирования файлов с одного диска на другой). Параметры или режимы команды уточняют требуемые от нее действия. В большинстве команд DOS параметры указываются в виде /X, где X - буква или специальный символ. Так, большинство команд DOS, запущенных с параметром /?, выдают краткую справку о своем назначении и режимах работы. Например, введя в строке приглашения

copy /?

и нажав Enter, мы можем получить справку по команде с именем copy. Сказанное справедливо и для сеанса DOS, встроенного в операционные системы семейства Windows.

MS-DOS-совместимые ОС имеют достаточно сложную схему работы с оперативной памятью. Это связано с тем, что изначально DOS создавалась для работы всего с 640 Кб оперативной памяти. Современные ОС семейства Windows в режиме совместимости с DOS также вынуждены учитывать особенности работы с памятью приложений DOS.

Процессоры адресуют оперативную память, разбивая ее на отдельные участки размером 64 Кб – сегменты. В рамках сегмента для адресации отдельной ячейки достаточно 2-байтового числа – смещения, указываемого в байтах относительно начала сегмента. Первая ячейка имеет смещение 0. Физический адрес ячейки памяти строится следующим образом:

SSSSh:OOOOh = сегмент:смещение.

Реальный адрес ячейки строится как номер сегмента, сдвинутый на 8 бит вправо плюс смещение, например, адрес b800:0001 это b8000+0001=b8001. Таким образом, сегментная адресация позволяет адресовать до 1 Мб оперативной памяти. 32-разрядная адресация современных процессоров – «плоская», то есть, ячейка памяти адресуется непосредственно 32-битным числом. Такая адресация позволяет адресовать непосредственно до 4 Гб оперативной памяти.

Операционные системы семейства Windows

Современные операционные системы построены на основе системы Windows-95. При ее создании в систему были заложены следующие основные концепции:

  • мультизадачность – ОС и пользователь могут одновременно работать с несколькими приложениями;

  • визуальная ориентированность – пользователь не вводит команды, а управляет графическими объектами (концепция GUI – графического интерфейса пользователя);

  • объектная ориентированность – пользователь работает с документами и папками, а не с программами или командами;

  • универсальный интерфейс – все программы похожи по управлению;

  • технология внедрения и связывания объектов – все основные объекты можно комбинировать и вкладывать друг в друга при работе с документами;

  • технология обмена данными – практически любая совместимая информация может быть передана из одной программы в другую через специальную область памяти, называемую Буфером Обмена.

Windows - операционная система, внутренняя струк­тура которой тесно связана с особенностя­ми процессоров, совместимых с Intel-80386. Перечислим и кратко опишем основные режимы их работы.

Реальный режим. Точная копия того единственного режима, в котором работали процессоры 8086 и 8088, адресуя 1 Мб оперативной памяти;

Стандартный режим (режим процессора 80286). Защищенный режим, в который можно было переключать процессор 80286, чтобы он адресовал до 16 Мб оперативной памяти и обеспечивал использование программами только выделенных им адресов памяти.

Защищенный режим. «Родной» режим процессора 80386, наиболее полно использующий преимущества его 32-разрядной архитектуры, который отличают передовые методы защиты программ, 32-разрядная («плоская», в отличие от 16-разрядной сегментной) адресация, возможность подкачки страниц памяти по требованию.

Режим виртуального процессора 8086 (V86). Защищенный режим, в котором процессор полностью эмулирует работу процессора 8086, не переходя при этом в реальный режим.

Процессоры 80386 и выше поддерживают четыре уровня (кольца) привилегий, обеспе­чивающих различные степени защиты для ис­полняемых программ. В каждый момент времени процессор может работать только на одном уровне привилегий.

При передаче управления с одного уровня привилегий на дру­гой процессор выполняет десятки операций, однако, применение их не­обходимо, чтобы обес­печить защиту жизненно важных участков кода системы.

Для выполнения кода системного уровня Windows использует нулевое кольцо защиты. Программы, выполняемые в нулевом кольце, мо­гут работать с аппаратурой напрямую, и ни одно постороннее приложение не может помешать выполнению кода с нулевым уровнем защиты. Сервисом нулевого уровня пользуются файловая система защищенного режима, диспетчер виртуальных машин и аппаратно-ориентированные драйверы.

Прикладные программы и многие части операционной системы выполняются только в третьем кольце защиты. Соответственно, они не могут напрямую работать с уст­ройствами компьютера, но обращаются к драй­верам устройств, выполняющимся в нулевом кольце. Это обеспечивает относительную безопасность приложений для системы в целом.

Таким образом, в Windows реализована двухуровневая модель защиты, которую обычно на­зывают моделью «ядро-пользователь» (см. рис.). Разделение программ на системные с высоким уровнем привилегий и прикладные с низким уровнем обеспе­чивает достаточно высокую степень защиты без заметного ущерба для общей производительности системы.

Опишем основные компоненты, из которых складывается архитектура Windows.

Драйверы устройств отвечают за операции с аппаратным обеспечени­ем. Они принимают команды от ОС и пе­реводят их в конкретные инструкции устройствам. Благодаря этому прикладные программы для Windows не зависят от типов внешних устройств и пользуются сер­висом, который им предоставляет операционная система.

Для стандартных устройств (принтера, экрана, диска и др.) в Windows реализованы аппаратно-независимые драйверы, в дополнение к которым разработчики пишут так называе­мые мини-драйверы для поддержки аппаратно-зависимых операций.

Windows версий 95/98 и NT 4 работали со следующими типами драйверов:

  • драйверы реального режима MS-DOS (SYS-файлы, загружа­емые командами файла CONFIG.SYS);

  • 16-разрядные драй­веры для Windows 3.x (DRV-файлы);

  • 32-разрядные вирту­альные драйверы для Windows 3.x 386-го расширенного ре­жима (386-файлы) и Windows 95 (файлы с расширениями V?D – виртуальные драйверы устройств, например, VDD — виртуальный драйвер дисплея, VTD — виртуальный драйвер таймера, VPD — виртуальный драйвер принтера).

Встроенные функции Windows находятся в файлах *.DLL — динамически загружаемых библиотеках (dynamic-link library). Модули *.DLL — это разделяемые биб­лиотеки готовых процедур, к которым по мере необходимости обра­щаются исполняемые программы.

Основой кода Windows, выполняемого в третьем коль­це защиты процессора, служат модули Kernel, User и GDI. Модуль Kernel отвечает файловый ввод-вывод, управление памятью, заг­рузку и выполнение программ, поддержку сетевой и фай­ловой систем. Имя файла 32-разрядного модуля Kernel — KERNEL32.DLL. 16-разрядная часть модуля Kernel, KRNL386.EXE, задействуется на момент загрузки Windows и используется для инициализации 32-раз­рядной части, а также отвечает за поддержку методов Windows 3-их версий.

Модуль GDI управляет графическими операциями Windows (то есть включением и выключением пикселов, прорисовкой линий, закраской областей) и печатью. 32-разрядный мо­дуль GDI32.DLL отвечает за подсистему буферизации вход­ных и выходных потоков, подсистему печати, растеризатор шрифтов TrueType и основные операции рисования — то есть, за все основные операции, для которых важна скорость выпол­нения или требуется высокая точность вычислений с плаваю­щей запятой. Операции управления окнами, для которых более важна совместимость со старыми приложениями, опи­сывает 16-разрядный модуль GDI.EXE.

Модуль User управляет пользовательским вводом-выводом, включая операции с клавиатурой, мышью, звуковым драйве­ром, системными часами и портами ввода-вывода. Модуль обес­печивает пользовательский интерфейс Windows, поддер­живает отображение и перемещение окон, меню и значков. 32-разрядная часть модуля (файл USER32.DLL) зачастую используется для трансформации вызовов 32-разрядных при­ложений и переадресации их 16-разрядной части.

Windows 95 и выше позволяет использовать виртуальную адресацию памяти, то есть, адресовать больший ее объем, чем на компьютере установлено оперативной памяти. Для этого Windows использует возможности процес­сора по обмену страницами памяти с жестким диском. В процессе работы в память постоянно загружаются программ­ный код и данные. Если потребности программ превышают возможности компьютера, те участки (страницы) памяти, ко­торые требуются реже всего, «откладываются» на жесткий диск. Для этого используется специальный файл подкачки (файл виртуальной памяти). В Windows-2000 этот файл называется pagefile.sys и располагается в корневом каталоге системного диска, в Windows-95 файл подкачки носил имя win386.swp

Таким образом, виртуальная адресация - это спо­соб управления памятью, при котором адресуемая память делится между процессами и прозрачно отобра­жается на доступные области физической памяти. Особен­ностью виртуальной памяти Windows является способность файла подкачки динамически изменять свой размер в зави­симости от потребностей системы.

Процессор делит доступное адресное пространство на страницы по 4 Кб, общим числом 220, что дает 4 Гб адресуемой памяти Windows. При этом страницы памяти, виртуальные адреса которых находятся в строгом порядке, могут быть на самом деле разбросаны самым причудливым образом. Диспетчер виртуальной памяти процессо­ра устанавливает соответствие между виртуальными адресами стра­ниц памяти и их физическим местоположением в оперативной памяти или в файле подкачки.

4 Гб адресов виртуальной памяти Windows распределены следующим образом (см. рис.):

0 - 1 Мб. Не используется программами Windows, до­ступно только для программ MS-DOS и драйверов уст­ройств реального режима. При виртуальной адре­сации это не означает, что программы MS-DOS выполняются в первом мегабайте памяти, но приложение MS-DOS считает себя загру­женным ниже адреса 1 Мб.

1 - 4 Мб. Используется только 16-разрядными программами Windows (Win16). Операционная система и 32-разрядные программы Windows (Win32) не занимают эти адреса;

4 Мб - 2 Гб. Используется программами Win32 и некоторыми программами Winl6;

2 - 3 Гб. Используется разделяемыми объектами, та­кими, как динамически загружаемые библиотеки *.dll;

3 - 4 Гб. Используется только операционной систе­мой для ее внутренних нужд.

Когда виртуальный адрес, по которому обращается прило­жение, не соответствует странице, расположенной в физи­ческой памяти, процессор сообщает об ошибке, и диспетчер виртуальной памяти подкачивает требуемую страницу из фай­ла обмена. При этом предварительно обычно приходится ос­вобождать соответствующий объем физической памяти и сбра­сывать какую-нибудь другую страницу из памяти в файл об­мена. Для того чтобы оптимизировать процесс обмена между физической и виртуальной памятью, Windows применяет классический алгоритм «удаления стариков» (least recently used) — то есть сбрасывает в файл обмена наиболее редко используемые страницы памяти.

Windows - многозадачная и многопоточная система. Это значит, что в операционной системе может «одновременно» выполняться несколько процессов, причем в пределах одно­го процесса могут параллельно существовать несколько бо­лее простых процессов, называемых потоками. Каж­дое работающее приложение Windows или DOS является процессом, причем каждый процесс состоит хотя бы из од­ного потока, приложения DOS и Win16 всегда состоят из одного потока. Поток может использовать память и систем­ные ресурсы, выделяемые ему материнским процессом, но не может сам обращаться к операционной системе с требо­ванием выделить новые ресурсы. В каждый момент времени выполняется один поток.

В режиме вытесняющей многозадачности каждый поток вы­полняется определенное количество времени или до тех пор, пока приоритет другого потока не превысит его приоритет. Приоритеты распределяются операционной системой, поэтому ни один процесс или поток не может захватить монопольное управление. Каждому приложению отводится строго опреде­ленная доля процессорного времени, каждое приложение мо­жет быть в любой момент переведено в фоновый режим. При вытесняющей многозадачности кажется, что программы дей­ствительно работают одновременно. Программы DOS и Win32 выполняются в режиме вытесняющей многозадачности. При кооперативной многозадачности каждое приложение получает фактически столько процессорного времени, сколько оно считает нужным. Все приложения делят процессорное время, периодически опрашивая друг друга. Поэтому хоро­шо заметно, когда одна программа «тормозит» другую, а при длительных операциях с диском замирает практически вся прочая деятельность. Все приложения Win16 выполняются под Windows в режиме кооперативной многозадачности и вместе представляют собой для ОС как бы один процесс, работающий в режиме вытеснения. Таким образом, достигается совместимость со старыми приложени­ями Windows, написанными для выполнения в среде коопе­ративной многозадачности.

Прикладные программы Windows вы­полняются в виртуальных машинах (ВМ), которые для них созда­ют операционная система и процессор и которые работают в третьем кольце защиты процессора. Виртуальная машина представляет собой среду, имитиру­ющую отдельный компьютер со всеми системными и периферийными устройствами. Процессор при этом решает задачу эмуляции отдельного процессора для каж­дой виртуальной машины, а операционная система дополня­ет картину виртуальными устройствами. Благодаря системе виртуальных машин, разработчикам программного обеспече­ния не приходится беспокоиться о том, чтобы их программы отслеживали использование ресурсов компьютера другими программами, поскольку память и наборы ресурсов каждой виртуальной машины изолированы от памяти и ресурсов дру­гих виртуальных машин.

На рис. изображена схе­ма, отображающая взаимоотношения различных программ Windows, работающих в третьем кольце.

После загрузки Windows создается системная виртуальная машина, в пределах которой выделяется отдель­ное адресное пространство для ядра системы — модулей Kernel, GDI и User. Каждому запущенному приложению Win32 также выделяется отдельное пространство адресов в преде­лах системной виртуальной машины. Для всех приложений Winl6 Windows использует общее адресное пространство в пре­делах системной виртуальной машины (Windows NT создает отдельную виртуальную маши­ну также для каждого приложения Win16).

Каждое приложение DOS выполняется в собственной вир­туальной машине в режиме V86.

Управление приложениями в Windows основано на модели передачи сообщений. Каждое событие, (например, перемещение мыши, нажатие клавиши, поступление пакета данных по сети), при­водит к генерации сообщения. Когда Windows-программам нуж­но получить тот или иной сервис от операционной системы или передать данные, они также генерируют сообщения, каждое из которых попадает в соответствующую очередь сообщений. Windows использует асинхронную обработку сообщений, то есть поддерживает независимые очереди сообщений - в режиме вытесняющей многозадачности для каждого Win32-приложения и для каждого создаваемого ими потока исполь­зуются отдельные очереди сообщений.

Все это делает ошибку в Win32-приложении фактически безопасной для остальных приложений, выполняемых под Windows. Если приложение Win32 пытается выполнить запрещенные действия, система принудительно завершит его, выдав сообщение о недопустимой операции. Если приложение Win32 «зависло», оно перестает реагировать на действия пользователя, указатель мыши в форме песочных часов на фоне окна этого приложения показывает, что при­ложение занято, на стабильность системы в целом оно обычно не влияет. Пользователь может удалить такое приложение при помощи закладки Приложения Диспетчера Задач Windows (вызвать диспетчер задач можно, нажав Ctrl+Alt+Del).

В конкретный момент времени каждый поток имеет опре­деленный приоритет, измеряемый целым числом от 0 до 32. Управление процессором переходит к тому потоку, который на данный момент обладает самым высоким приоритетом. Приоритеты потоков динамически изменяет планировщик, с тем, чтобы смогли отработать все потоки.

Первичный планиров­щик вычисляет приоритеты потоков, а вторичный определя­ет количество процессорного времени, выделяемое каждому потоку.

Каждые 20 мс первичный планировщик сравнивает теку­щие приоритеты потоков и переводит в состояние ожидания все пото­ки, кроме потока с наивысшим приоритетом. Вторичный пла­нировщик выделяет потоку с наивысшим приоритетом опре­деленное количество времени, после чего поток работает. Если несколько потоков имеют одинаково высокие приоритеты, им выделяют одинаковое количество времени по очереди. После этого приоритет следующих по очереди потоков повышается, а приоритет потоков, отработавших некоторое время, понижа­ется. При этом диспетчер задач руководствуется следующи­ми правилами:

  • повышается приоритет потоков, находящихся в ожида­нии пользовательского ввода (приоритетных приложений). Таким образом система может более оперативно реагиро­вать на действия пользователя;

  • если поток обладает низшим приоритетом, он начинает повышаться;

  • периодически повышается приоритет каждого потока, что­бы приложения с низким приоритетом не «зависали»;

  • если приоритет потока наивысший, он начинает пони­жаться.



Похожие:

Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconТема: Прикладное программное обеспечение компьютера На дом: выучить конспект
Приложения это программы, позволяющие пользователю обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видео- информацию, а также...
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconДокументы
1. /Системное Программное Обеспечение.doc
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconПрограммные продукты, предназначенные для создания и обработки электронных таблиц, называются табличными процессорами
Электронные таблицы (табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки...
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconТема. Технология работы в броузере internet explorer 0 и программой outlook express. Оборудование: Мультимедийный класс, программное обеспечение компании «Кирилл и Мефодий»
Тема. Технология работы в броузере internet explorer 0 и программой outlook express
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconII. Цифровая обработка сигналов: микропроцессоры, платы, средства разработки, программное обеспечение
Цифровая обработка сигналов: микропроцессоры, платы, средства разработки, программное обеспечение 1
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconПрезентация «Программное обеспечение компьютера» разработан для учащихся 7, 10 классов общеобразовательных школ

Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconДокументы
1. /Программное обеспечение.doc
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconДокументы
1. /Платонов А.К. Программное обеспечение промышленных роботов.1986.djvu
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconТехническое задание на разработку программного продукта 5
Специальность 2203 «программное обеспечение вычислительной технии и автоматизированных систем»
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconПрактическое занятие 7
Исходный текст для работы – файл tekst doc, созданный на занятии Если файл tekst doc по каким-либо причинам не доступен, откройте...
Тема \"Системное и прикладное программное обеспечение\" Файл iconПрограммное обеспечение компьютера На дом: выучить конспект
Обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов