Нека разгледаме интерфейса на взаимодействие между две приложения на WEB-браузър и WEB-сървър (тъй като тези приложения обикновено са разположени на различни машини и съответно на различни софтуерни и хардуерни платформи, ние използваме термина софтуерен и хардуерен интерфейс).
При внедряване на интерфейса за взаимодействие на WEB - приложенията се използва протоколът HTTP (Hypertext Transfer Protocol), който е протокол на ниво приложение и предоставя възможност за достъп до разнообразна информация, намираща се в WWW-World Wide Web. Протоколът HTTP има високопроизводителни механизми за репликиране на информация, независимо от вида на представянето на данните. Протоколът е базиран на обектно-ориентирана технология и може да се използва за решаване на различни проблеми, например управление на разпределени информационни системи.
Възможността за съхраняване и представяне на данни в различни формати (изображения, видео, аудио) прави WWW, с използван HTTP, уникална среда за съхранение на информация.
В момента протоколът HTTP се използва от WWW системата като един от основните протоколи. Имайки това предвид, нека да разгледаме по-отблизо как работи HTTP протоколът.
HTTP протоколът ви позволява да получите достъп до информационни ресурси и услуги на WWW-сървъри. За унифициране на достъпа до многофункционални мрежови ресурси, WWW-сървърите поддържат набор от интерфейси, които ви позволяват да структурирате нивата и методите за достъп до мрежовите ресурси. Всъщност всеки от интерфейсите е мрежов обект със свои собствени методи и структура. За търсене и показване на информация, намираща се в WWW, се използват специални приложения, наречени уеб браузъри. Координираното взаимодействие на обекти (клиент и сървър) е това, което съставлява концепцията за програмен интерфейс.
Нека разгледаме компонентите на софтуерните и хардуерните интерфейси, базирани на протоколи на ниво приложение.
URI (Uniform Resource Identifier), URL (Uniform Resource Locator), URN (Uniform Resource Name) - различни аспекти на идентифициране на една и съща услуга, определяне на типа, метода на достъп и местоположението на хоста, на който се съдържа ресурс, достъпен през Интернет . Тази услуга се състои от три части.
1) Схема. Идентифицира типа услуга, чрез която може да бъде достъпна услугата, като например WWW сървър.
2) Адрес. Идентифицира адреса (хост) на ресурса, например www.ripn.net.
3) Име или път на достъп. Идентифицира пълния път до ресурса на избрания хост, който искаме да използваме за достъп до ресурса, например / home / images / image l.gif.
Например файлът readme.txt, намиращ се на сайта на Microsoft (WWW сървър), е ресурс с идентификатор: http://www.microsoft.com/readme.txt. Това означава, че HTTP протоколът трябва да се използва за достъп до ресурса (схемата за достъп е разделена с двоеточие ":" и указва името на използвания протокол), следващите две наклонени черти разделят адреса на сървъра www.microsoft.com; и също) име на файл /readme.txt.
Като правило, когато имат предвид компютъра, на който се намира ресурсът, те използват стойността на URL или URN, а когато определят ресурса изцяло (тип, хост, път), използват URI. Няма грешка, ако се използва едно обозначение вместо друго, но е наложително да се изясни какво означава то в контекста.
URI може да съдържа не само името на ресурса, но и параметрите, необходими за представянето му. Името на ресурса е отделено от параметърния низ с "?" Параметърният низ се състои от групи от знаци с постоянна структура (токени), разделени със знака "&", всеки такъв токен се състои от името на параметъра и неговата стойност, разделени със знака "=", символът за интервал "" се заменя със знака "+". Символите, които не са в набора от ASCII символи, се заменят с "%" и шестнадесетичната стойност на този знак. За посочения ресурс целият низ с параметър е единичен параметър на низ, така че типът, редът или уникалността на имената на отделните параметри на низ са без значение. Например:
http://www.exe.com/bm/scrshell.run?in=10&go=ok+and+ok&event=l&event=2
Този URI съдържа 4 параметъра, три от които са числови и два имат едно и също име. Разборът и анализирането на стойностите на отделните параметри зависи изцяло от URI, в този пример ресурсът scrshell.run.
HyperText Markup Language (HTML) е език за описване на информация, съхранявана в WWW. HTML файлът може да съдържа специални кодове, обозначаващи прикачена графична, видео или аудио информация или изпълними кодове на средата за показване на информация (Уеб браузър - Java Script, Java). За езиците Java и JavaScript приложението за уеб браузър представлява операционната система или средата, в която те работят, а уеб страницата е ресурсът, посветен на тяхната работа. Тези езици не изграждат уеб страница от потребителски данни, а я използват като платформа за своите действия и действия на потребителите. Когато уеб браузър получи достъп до този файл, той първо интерпретира информацията, кодирана в HTML файла, и след това представя тази информация на потребителя в подходяща форма.
Буквите "HT" в името на HTML протокола означават "HyperText" - основната концепция за поставяне на информация в WWW. Хипертекстовите документи съдържат специални връзки, наречени хипервръзки, които се поставят в текста на документа. Хипервръзките позволяват на потребителя не само да се придвижва от една част на този документ към друга, но и да се позовава на други свързани документи в WWW.
Общият интерфейс на шлюза (CGI) е стандарт за разширение на WWW, който позволява на WWW сървърите да изпълняват програми, чиито аргументи могат да бъдат посочени от потребителя. CGI интерфейсът разширява възможностите на потребителя и му позволява да изпълнява програми, свързани с дадена уеб страница, като по този начин осигурява възможност за получаване на динамична информация от WWW сървър. Например, потребител на такъв WWW сървър може да получи най-новата информация за времето, като стартира програма, която изисква текущата прогноза за времето от база данни. CGI интерфейсът основно действа като шлюз между WWW сървъра и външни изпълними файлове. Той получава заявка от потребител, предава я на външна програма и след това връща резултатите на потребителя чрез динамично изградена уеб страница. В същото време изградените уеб страници могат да бъдат коренно различни една от друга, тъй като се формират в пряка зависимост от параметрите, определени от потребителя.
Механизмът CGI също е универсален и може да прехвърля данни между всеки WWW сървър. Тъй като CGI интерфейсът се основава на изпълними файлове, няма ограничение за типа програма, която ще се изпълнява в него. Програмата може да бъде написана на всеки от езиците за програмиране, които ви позволяват да създавате изпълними модули. CGI програма може да бъде написана и с помощта на командните езици на операционни системи като Perl или Shell.
В момента технологията на активните сървърни страници ASP (Active Server Pages) е широко използвана. По същество тази технология представлява приложение на същия CGI стандарт, само на ниво обектно-ориентиран подход за изграждане на уеб страници.
Контролни въпроси
1. Как се реализират интерфейсите за взаимодействие с приложения?
2. Кои са основните компоненти на интерфейса за взаимодействие на примера с WEB-приложения?
3. Какви функции изпълнява CGI интерфейсът?
Тема 13. Интерфейс на информационното взаимодействие на софтуерни приложения. Интерфейсът за взаимодействие на софтуерни приложения по примера на HTTP. Прехвърляне на заявки и отговори.
Нека разгледаме интерфейса за взаимодействие на софтуерни приложения, използващи HTTP като пример.
Интерфейсът се изпълнява последователно.
Първият етап е когато HTTP клиентът (браузърът) се свързва със сървъра. За да направи това, той използва TCP / IP протокола и връзката се осъществява към TCP порта, известен на клиента. Полученият номер на HTTP порт е 80; други TCP портове са дефинирани за други услуги.
Вторият етап е заявката на клиента: клиентът предава заглавката на Request и евентуално (в зависимост от метода) тялото на съобщението за заявка. Заглавката трябва да съдържа метода, URL адреса и HTTP версията. Може да има още няколко незадължителни полета, които също казват на сървъра как да обработва заявката.
Третият етап е отговорът на сървъра, който се състои от заглавка (Response header), в която сървърът посочва HTTP версията и код на състоянието, който може да посочи успешен или неуспешен резултат и неговите причини. Заглавката е последвана от тялото на отговора, отделено от заглавката с празен ред.
Четвъртата стъпка е да прекъснете TCP / IP връзката.
Заглавката на заявката може да изглежда така:
GET /MyDoc.htm HTTP / 1.1
Връзка: Keep-Alive
Хост: 212.54.196.226
Тук: MyDoc.htm - името на искания документ; GET - тип заявка; Хост - IP адрес; Приемам – формати на данни, „разбрани“ от клиента.
Заглавката на заявката по-долу е от документа, съдържащ формуляра:
POST /Scripts/ReadData.pl HTTP / 1.1
Референтен адрес: http://212.54.196.226
Връзка: Поддържай жив
Потребителски агент: Mozilla / 3.0 (Win95; I)
Хост: 212.54.196.226
Приемам: изображение / gif, изображение / x-bitmap,
Тип съдържание: приложение / x-www-form-urlencoded
Дължина на съдържанието: 38
Име = Мери + Ан и фамилия = Силвестър
Тук: POST - методът за прехвърляне на данни от формата; Referer - адресът на уеб страницата, от която потребителят е отишъл до документа, съдържащ формуляра .; Content-type - методът за кодиране на предаваните данни; Content-length - количество предадени данни (байтове); FirstName, LastName - имена на полета на формуляр; Мери + Ан, Силвестър - предадени стойности (интервалът се заменя с "+").
Уеб сървърът отговаря на заявка от браузъра, като му изпраща HTML файл, предшестван от заглавка на отговор.
Типичната заглавка на отговора съдържа следните данни:
Сървър: Microsoft-IIS / 4.0
Тип съдържание: текст / html
Set-Cookie: ASPSESSIONIDFFFYXKFR = ACMNFLJANKGBAMPBEGNGLEAB
(HTML - код)
Тази заглавка се генерира от сървъра. Редът "200 OK" е състоянието на заявката. Ако сървърът не може да обработи заявката, тогава той ще генерира съобщение за грешка, например „404 Object Not Found“; Content-type - тип съдържание. Браузърът показва документа (интерпретира кода му точно като HTML код, тъй като Content-type е настроен на text / html) и изчаква клиентът да поиска (чрез щракване върху хипервръзката) следващата страница на този сайт или да отиде на друг сайт. Ако страницата съдържа изображение (например във формат jpeg), то ще бъде изпратено от уеб сървъра на клиента заедно с друга заглавка на отговор, където типът на съдържанието ще бъде изображение / jpeg. Set-Cookie - задава стойността на специална информация, записана на компютъра на клиента. Това поле съхранява идентификатора на текущата сесия.
Нека да разгледаме пример и да анализираме по-подробно HTTP заявката на клиента. Може да изглежда така:
POST http: // localhost / HTTP / 1.1
Приемане-език: ru
Прокси връзка: Поддържайте жив
paraml = l & param2 = 2
От примера можете да видите, че заявката започва с думата "POST". Тази дума означава метод за прехвърляне на данни към сървъра, при който допълнителни данни за заявка (низът "param1 = 1 & param2 = 2") се предават след заглавката.
В HTML документите методът за пренос на данни е посочен под формата на изпращане на съобщения. Например, за да получите тази заявка, беше използван следният формуляр:
Както можете да видите от примера, параметрите се записват като
[име на параметър1] = [стойности на параметър1] & [име на параметър2] = [стойности на параметър2] & ...
Често срещан метод за заявка е "GET". Всъщност всички заявки, които не изискват изпращане на данни – например заявка за страница, се правят по този начин. Нека променим формуляра за заявка:
получаваме следната HTTP заявка:
ВЗЕМЕТЕ http: // localhost /? Param1 = 1 & param2 = 2 HTTP / 1.1
Приемете: изображение / gif, изображение / x-xbitmap, изображение / jpeg, изображение / pjpeg, * / *
Приемане-език: ru
Потребителски агент: Mozilla / 4.0 (съвместим; MSIE 6.0; Windows NT 5.0)
Прокси връзка: Поддържайте жив
Както можете да видите, редът "paraml = l & param2 = 2" се е преместил нагоре и е добавен към реда "http: // localhost /" след "?" Първата дума в HTTP заглавката също е променена, останалата част остава непроменена.
Предимството на метода GET е, че можете да видите в реда на браузъра какви данни са изпратени. Недостатъците включват факта, че дължината на данните, изпращани по този начин (за разлика от метода POST) е ограничена - някои сървъри, като някои браузъри, имат ограничение за дължината на адреса на искания документ. Съответно, адрес с дълъг низ на заявка може или да бъде съкратен, или сървърът ще върне грешка "414 Request-URI Too Long".
Литература: 1сн., 2сн., 7доп., 9доп..
Контролни въпроси
1. Колко етапа включва интерфейсът за взаимодействие на приложенията в NTTR?
2. Какво е значението на заглавката на Request в интерфейса за взаимодействие на приложения през HTTP?
3. Какво е значението на заглавката на отговор в интерфейса за взаимодействие на HTTP приложение?
4. Как компонентите, които реализират потребителския интерфейс, се отнасят към интерфейса за взаимодействие на приложения през HTTP?
Възможностите на хардуера на компютъра определят хардуерно-софтуерен интерфейс, който характеризира функциите на хардуера и организацията на компютъра, необходими и достатъчни за разработването на програми. Хардуерно-софтуерният интерфейс улавя цялата информация, необходима на програмистите за хардуера, който изгражда компютъра. Това не засяга никакви аспекти на вътрешната организация на компютъра: вида на полупроводниковите елементи, захранващото напрежение, печатните платки и т.н. С набора от свойства на компютърния хардуер, съществени за разработването на програми, т.е. за програмисти се нарича компютърна архитектура... По този начин ще използваме термините архитектура и софтуерно контролиран интерфейс като синоними, разбирайки, че специфичен софтуерно-хардуерен интерфейс съответства на конкретна архитектура.
Както вече споменахме, програмирането по отношение на хардуерно-софтуерен интерфейс е достъпно само за системни програмисти, които създават програми - драйвери за обслужване на периферни устройства, програми за обслужване на устройства с памет, превключване на задачи, разпределяне на памет между задачи и др., които заедно образуват операционна система. Операционната система въвежда интерфейс от следващо ниво - API API ( API - Прилагане на програмен интерфейс). API въвежда система от оператори, използвани от програмистите за извършване на входно-изходни операции и съхранение на данни, разпределяне на устройства и памет между задачите, управление на компютърни устройства и процеси на обработка на данни. Всички API оператори се реализират чрез операционната система, т.е. посредством съответните ОС програми, които интерпретират IPP операторите в последователност от команди на софтуерния и хардуерен интерфейс, реализирани от хардуера на компютъра. ОС програмите са неразделна част от компютърния хардуер: ОС програмите създават оператори (функции), по отношение на които се изпълняват обслужващи програми, инструментални системи и приложни програми.
По този начин хардуерът и операционната система на компютъра действат като единен софтуерно-хардуерен комплекс - компютърна платформа, върху която е изграден софтуер от по-високо ниво, включително приложни програми, които взаимодействат с хардуера чрез IPP.
Хардуерно-софтуерен интерфейс PAI дефинира функциите, изпълнявани от хардуера на компютъра. Тези функции обикновено се подразделят на следните групи:
състав и форма на представяне на машинни информационни единици;
видове данни и форми на тяхното представяне;
начини за адресиране на данни;
командна система;
функции за представяне на състоянието на устройствата и процесите.
Първите четири функции, реализирани от компютърния хардуер, генерират компютърната система с инструкции, която установява кодовете на операциите и правилата за кодиране на адресите на операндите, участващи в операциите. Последователностите от команди, които съставляват програмите, са правилни, когато командите предписват операции с подходящи типове данни: цели числа, булеви стойности, низове от знаци и т.н. Наред с програмируемите функции, работата на компютъра е придружена от събития, възникващи при скоростта на работа на устройствата (край на входно-изходните операции, грешки в предаваните данни и др.) или при изпълнение на команди (неправилен работен код, нарушение на правила за адресиране, достъп до защитени данни и др.) и др.). При тези условия компютърните устройства, реагиращи на края на процеси или специални ситуации при извършване на операциите, предписани от командите, образуват сигнали за прекъсване... Тези сигнали се възприемат от процесора, който осигурява преход към специални програми, които обработват ситуации, възникнали при работата на устройствата и при изпълнение на програми. Благодарение на това операционната система осигурява контрол на устройствата и процесите на изпълнение на програмите и комбинира хардуера и софтуера в единен хардуерен и софтуерен комплекс.
Преобладаващото мнозинство от използваните в момента архитектури принадлежат към този клас процесорно ориентиран(процесор-център). В същото време за всяка архитектура се създава специфичен софтуерен и хардуерен интерфейс, който генерира уникална система от команди, реализирани от операционната система на компютъра. Това означава, че за всеки процесор и система от външни устройства се създава специфична операционна система, която служи като основа за писане на приложни програми и централизирано управление на всички системни ресурси – устройства и програми.
Интерфейс на приложната програма.Производителите на хардуер са разработили архитектури, които се основават на интерфейса за програмиране на приложения (API). Архитектурите, ориентирани към API, създават интерфейс, който се използва за всички приложни програми за достъп до функциите на операционната система и изолира приложните програми от хардуерните и софтуерните детайли на операционната система .
Един от най-известните API е Posix ( Интерфейс за преносима операционна система, базиран на uniX), е международен стандарт за Unix– Като операционни системи. През 1993 г. групата приложения на операционната система Unix дефинира свой собствен набор от API, който включва 1179 функции. Стандартът "Unified Specification Unix" се превърна в съвременната индустриална версия на POSIX.
Друг вариант API- технологично независим машинен интерфейс ( Технологично независим машинен интерфейс), често наричан просто MI (Машинен интерфейс). Този интерфейс включва набор от функции на операционната система на компютъра AS / 400, работеща в двуетапна схема: генериране на програмен шаблон - генериране на програмен код. BAS / 400 компилатор генерира код от изходния текст MIкойто е представен като програмен шаблон. На втория етап преводачът генерира двоичния код на програмата според шаблона на програмата, а двоичният код на програмата, създаден от преводача, се съхранява в паметта на компютъра като единен програмен обект. Такава програма се нарича проследени(наблюдаем). Ако компютър AS / 400 започне да използва, например, 64-битов процесор, тогава за новия хардуер се създава специален транслатор, който превежда програмния код в нов двоичен код, съответстващ на състава на данните, с който новите 64 -битов процесор работи. В резултат на това AS/400 компютър получава 64-битова операционна система и хиляди 64-битови приложения за един ден.
Значителен недостатък API- липса на гъвкавост. Клиентът не може да избере операционна система от един производител, база данни от друг, защита на данните от трети, тъй като не могат да работят като единна интегрирана система. Единственият начин да се осигури гъвкавост е самостоятелното комбиниране на различни компоненти в интегрирана система. Това обаче изисква средства за обучение на потребителите и поддръжка на софтуерни системи.
Концепцията за това какво е операционна система се е променила с течение на времето. Първите компютри се използват само за решаване на математически задачи, а изчислителните алгоритми, написани в машинни кодове, служат като програми. Когато кодира програми, програмистът трябваше самостоятелно да контролира компютъра и да гарантира изпълнението на своята програма. С течение на времето е създаден набор от помощни програми за улесняване на процеса на писане на програми. С развитието на електрониката оборудването беше подобрено и стана възможно едновременното изпълнение на няколко програми, във връзка с това бяха създадени алгоритми за превключване на задачи. Наборът от процедури, които осигуряват превключване, се наричаше монитор или супервайзор. Имаше обаче проблем с прекъсването на работата на програми, съдържащи грешки и консумиращи компютърни ресурси (например, постоянно заемащи процесора или погрешно записване на резултатите от тяхната работа в RAM, където се намират други програми). Изход беше намерен в създаването на специални хардуерни механизми, които предпазват програмната памет от случаен достъп от други програми. Тъй като контролът на тези механизми вече не можеше да бъде включен в самите програми, към монитора беше добавена специална програма за управление на защитата на паметта. Така е създаден резидентният монитор. Последователното решение на такива проблеми беше насочено към създаването на универсален компютър, способен да решава едновременно различни проблеми.
Постоянният монитор вече е началото на операционна система. Приложните програми започнаха да съдържат само изпълнението на техния алгоритъм и призивът за помощни алгоритми към монитора, като същевременно използваха специален набор от правила, наречен интерфейс за програмиране на приложения. API позволява създаването на абстрактни концепции. Въведени бяха понятията файлова и файлова система. По-късно към резидентния монитор бяха добавени много други програми, по-специално тези, които улесняват изпълнението на такива операции като копиране на файлове, редактиране на текстове, компилиране на програми от език за програмиране в машинен код и други. Терминът "резидентен монитор" еволюира в ядрото на операционната система.
Стартирайте компютъра си. BIOS.
Обикновено компютърът се стартира при включване на захранването от предния панел на системния блок, въпреки че съвременните компютри имат такива средства за икономично използване на енергията, които позволяват да не се изключват. Стартирането на компютър е най-важният момент в работата на компютъра - в този момент в RAM няма данни или програми. Невъзможно е да ги прехвърлите от твърдия диск в RAM без команди. За целта процесорът има специален крак, наречен RESET. Ако при него пристигне сигнал (а в момента на включване се случва точно това), процесорът се отнася към специално разпределена клетка на паметта. Необходимо е тази клетка винаги да съдържа определена информация, дори когато компютърът е изключен. За това е предназначена специална микросхема - ROM (памет само за четене). Това също е спомен, но постоянен. За разлика от RAM, постоянната памет не се изтрива при изключване. Програмите за ROM чип са написани фабрично. Този набор от програми се нарича BIOS - Basic Input / Output System. Тази система е вградена в дънната платка на компютъра. Целта му е да извършва елементарни действия, свързани с изпълнението на входно-изходни операции. BIOS съдържа и тест за функционалност на компютъра, който тества паметта и устройствата на компютъра, когато захранването е включено. Работата на програмите, написани в чипа на BIOS, се показва на черен екран с течащи бели линии. В този момент компютърът проверява своите устройства: проверява RAM (колко и дали всичко е наред), наличието на твърди дискове и наличието на клавиатура. Ако нещо не работи, програмите, извършващи проверката, ще докладват за неизправност. В допълнение, основната I/O система съдържа програма за извикване на зареждане на операционната система.
Зареждането на операционната система е специална програма, предназначена да инициира процеса на зареждане на система.
След зареждане на операционната система цялата работа с процесора и други устройства се извършва с помощта на специални софтуерни пакети, включени в операционната система.
Ако по някаква причина операционната система не се стартира от твърдия диск, тогава работата с компютъра е невъзможна. Това се случва, ако например твърдият диск или операционната система са повредени. В този случай операционната система може да се зареди от външен носител за съхранение. За да направите това, имате нужда от специален диск, който се нарича системен диск. Този метод се използва за стартиране на компютъра при отстраняване на неизправности.
Целта на операционната система.
Компютрите не винаги се нуждаят от операционна система. Ако компютърът можеше да се включи, да започне да работи и да приема човешки команди без операционна система, тогава нямаше нужда от това. Примери за такива "компютри" са игровите конзоли. Имат и процесор, RAM, в която се намира програмата по време на работа, има входни устройства (например джойстик), но няма операционна система или е напълно примитивна.
Игровите програми за конзоли (и данни за тях, като музика и снимки) се записват в ROM чип (той се намира в касета за игра) или на лазерен диск. Когато се постави касета (или лазерен диск) в конзолата, програмата се стартира автоматично и не се приема контрол, различен от този, който е зададен според сценария на играта, следователно не е необходима операционна система. Можете да разгледате приставката и от другата страна. Зареждайки играта, те попадат под контрола на нейната „операционна система“ на играта и можете да правите само това, което е предвидено в играта, например „бягане“, „скачане“ и „стреляне“. Ограниченията и нестандартните функции не позволяват видеоиграта да бъде наречена „операционна система“ без кавички. Истинската операционна система трябва:
- да бъде общоприета и използвана като стандартна система на много компютри;
- работа с множество хардуерни устройства, произведени от различни фирми, включително и в миналото;
- предоставят възможност за стартиране на различни програми, написани от различни хора и издадени от различни организации;
- предоставя инструменти за проверка, конфигуриране, поддръжка на компютъра, неговите устройства и програми, които са инсталирани на него.
Хардуерен и софтуерен интерфейс.
В една компютърна система има двама участници - софтуер и хардуер. Софтуерът е всички програми, инсталирани на компютър, а хардуерът е компоненти и оборудване, които са вътре в системния блок или са свързани отвън.
Връзката между участниците в компютърна система се нарича интерфейс. Комуникацията между различните възли е хардуерен интерфейс, комуникацията между програмите е софтуерен интерфейс, а комуникацията между хардуер и софтуер е хардуерен / софтуерен интерфейс.
В компютъра хардуерният интерфейс се предоставя от производителите на хардуер. Те гарантират, че всички възли имат едни и същи съединители и работят при еднакви напрежения. Операционната система осъществява преговорите между софтуер и хардуер.
Потребителски интерфейс.
Ако говорим за персонален компютър, тогава можете да посочите третия участник в работата с компютърната система - това е човек (прието е да го наричаме потребител). Потребителят също трябва да взаимодейства с хардуера и софтуера.
Има различни програми и всяка от тях трябва да работи по различен начин. Някои програми са предназначени за работа с клавиатура, други - за работа с мишка, трети за работа с джойстик или други устройства за управление. Някои програми показват своите съобщения под формата на текстове на екрана, други под формата на графики, трети може изобщо да не използват екрана и да показват съобщения под формата на реч или звуци. Начинът, по който човек взаимодейства с програма и програма с човек, се нарича потребителски интерфейс. Ако една програма е направена по такъв начин, че да е удобно да се работи с нея, се казва, че има удобен потребителски интерфейс. Ако техниката на работа с програмата е ясна веднага, без да се налага да изучавате инструкциите, казват, че има интуитивен интерфейс. Разширеният потребителски интерфейс предполага, че една програма има страхотни възможности, но не е лесно да се научите как да я използвате. Гъвкавият интерфейс означава, че можете да работите с програмата по много различни начини. Концепцията за твърд интерфейс означава, че е възможна само такава работа, която е предвидена в инструкцията, и никаква друга. Примитивен интерфейс означава, че интерфейсът е лесен за научаване, но не и лесен за използване.
ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА DOS
DOS е първата операционна система за персонални компютри, която стана широко разпространена и беше основната за компютрите IBM PC от 1981 до 1995 г. С течение на времето тя на практика беше изместена от нови, модерни операционни системи Windows и Linux, но в някои случаи DOS остава удобен и единствен възможен за работа на компютър (например в случаите, когато потребителят работи с остаряло оборудване или софтуер, написан дълго време и т.н.)
Потребителите работят с операционната система DOS с помощта на командния ред; тя няма собствен графичен интерфейс. Операционната система DOS даде възможност за успешна работа с персонални компютри в продължение на 15 години, но тази работа не може да се нарече удобна. DOS действаше като „посредник“ между потребителя и компютъра и помагаше да се превърнат сложните команди за достъп до дискове в по-прости и по-разбираеми, но с развитието си „обрастваха“ с изобилие от команди и започнаха да ограничават работата с компютър. Така се появи нуждата от нов посредник - тогава се появиха така наречените shell програми.
Обвивката е програма, която работи под контрола на операционната система и помага на потребителя да взаимодейства с операционната система. Shell програмата визуално показва цялата файлова структура на компютъра: дискове, директории, файлове. Файловете могат да се търсят, копират, преместват, изтриват, сортират, променят и стартират само с няколко клавиша. Просто, ясно, удобно. Една от най-известните и широко разпространени шел програми в света се нарича Norton Commander (NC). NC обвивката крие от потребителя много неудобства, които възникват при работа с файловата система MS DOS, например, като необходимостта от въвеждане на команди от командния ред. Простотата и лекотата на използване е това, което прави черупките от тип NC популярни в наше време (те включват QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander и др.). Графичните обвивки на Windows 3.1 и Windows 3.11 коренно се различават от тях. Те използват концепцията за така наречените "прозорци", които могат да се отварят, движат по екрана и затварят. Тези прозорци "принадлежат" на различни програми и отразяват тяхната работа.
DOS използва файловата система FAT. Един от недостатъците му са строги ограничения върху имената на файлове и директории. Името може да бъде с дължина до осем знака. Разширението се посочва след точката и се състои от не повече от три знака. Разширението в името на файла е по избор, добавено е за удобство, тъй като разширението ви позволява да знаете коя програма го е създала и вида на съдържанието на файла. DOS не прави разлика между малки и главни букви на едно и също име. В допълнение към букви и цифри, името и разширението на файла могат да се състоят от следните знаци: -, _, $, #, &, @,!,%, (,), (,), ", ^. Примери за файл имена в MS DOS: doom .exe, referat.doc.
Тъй като DOS е създаден доста отдавна, той не отговаря на изискванията за съвременните операционни системи. Той не може директно да използва големия обем памет, инсталиран в съвременните компютри. Във файловата система се използват само кратки имена на файлове, различни устройства като звукови карти, видео ускорители и т.н. се поддържат слабо.
DOS не поддържа многозадачност, т.е. той не може естествено да изпълнява няколко задачи (изпълнение на програми) едновременно. DOS няма никакви средства за контрол и защита срещу неоторизирани действия на програми и потребителя, което е довело до появата на огромен брой така наречени вируси.
Някои компоненти на операционната система DOS: дискови файлове IO.SYS и MSDOS.SYS (те могат да се наричат по различен начин, например IBMBIO.COM и IBMDOS.COM за PC DOS) се поставят в RAM при стартиране и остават в нея за постоянно. Файлът IO.SYS е допълнение към основната I/O система, а MSDOS.SYS реализира основните услуги от високо ниво на операционната система.
Обвивката на DOS обработва командите, въведени от потребителя. Командният процесор се намира в дисковия файл COMMAND.COM на диска, от който се зарежда операционната система. Някои потребителски команди, като type, dir или copy, се изпълняват от самата обвивка. Такива команди се наричат вътрешни или вградени команди. За да изпълни други (външни) потребителски команди, командният процесор търси в дисковете програма със съответното име и, ако я намери, я зарежда в паметта и й прехвърля управлението. Когато програмата приключи, командният процесор премахва програмата от паметта и показва съобщение, че е готова за изпълнение на команди (DOS подкана).
Външните команди на DOS са програми, които се доставят с операционната система като отделни файлове. Тези програми извършват дейности по поддръжка, като форматиране на дискети (format.com), проверка на здравето на диска (scandisk.exe) и т.н.
Драйверите на устройства са специални програми, които допълват DOS I/O системата и осигуряват обслужване на нови или нестандартни употреби на съществуващи устройства. Например, използвайки драйвера на DOS ramdrive.sys, е възможно да се работи с "ramdrive", т.е. парче компютърна памет, с което можете да работите точно като диск. Драйверите се поставят в паметта на компютъра при стартиране на операционната система, имената им са посочени в специален файл CONFIG.SYS. Тази схема улеснява добавянето на нови устройства и ви позволява да го правите, без да засягате системните файлове на DOS.
MICROSOFT WINDOWS
Графичните обвивки Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 и Widows 3.11 се изпълняваха под MS DOS, тоест не бяха независими операционни системи. Но тъй като с появата на Windows се отвориха нови възможности, Windows не се нарича обвивка, а среда. Средата на Windows има следните характеристики, които я отличават от другите шел програми:
- Многозадачност. Възможно е да стартирате няколко програми едновременно.
- Унифициран софтуерен интерфейс. Взаимодействието между програмите, написани за Windows, е организирано по такъв начин, че е възможно да се създават данни в някои програми и да се прехвърлят в други програми.
- Унифициран потребителски интерфейс. След като разберете как работи една програма, написана за Windows, не е трудно да разберете друга. Колкото повече програми изучавате, толкова по-лесно е да изучавате следващата програма.
- Графичен потребителски интерфейс. Програмите и файловете с данни се показват като икони на екрана. Файловете се обработват с мишка.
- Унифициран хардуерен и софтуерен интерфейс. Средата на Windows осигурява съвместимост за голямо разнообразие от хардуер и софтуер. Производителите на хардуер не се интересуваха как да „отгатнат“ с какви програми ще работят техните устройства, те искаха само да работят с Windows, а след това Windows накара устройствата да работят. По същия начин производителите на софтуер вече не могат да се тревожат за работа с неизвестен хардуер. Тяхната задача беше сведена до осигуряване на оперативна съвместимост с Windows.
Операционната система DOS с нейните графични обвивки Windows 3.1 и Windows 3.11 беше заменена от пълноценни операционни системи от семейството на MS Windows (първо Windows 95, след това Windows 98, Windows 2000, Windows XP). За разлика от Windows 3.1 и Windows 3.11, те стартират автоматично след включване на компютъра (ако е инсталирана само тази система).
В MS Windows за съхранение на файлове се използва модификация на файловата система FAT - VFAT. В него дължината на имената на файлове и директории може да бъде до 256 знака.
В операционната система Windows мишката се използва широко при работа с прозорци и приложения. Обикновено мишката се използва за избиране на фрагменти от текстови или графични обекти, поставяне на отметки и премахване на отметки от квадратчета, избор на команди от менюто, бутони на лентата с инструменти, манипулиране на контроли в диалогови прозорци, "превъртане" на документи в прозорци.
В Windows активно се използва и десният бутон на мишката. Като поставите показалеца на мишката върху обект и щракнете с десния бутон на мишката, можете да отворите така нареченото "контекстно меню", съдържащо най-често срещаните команди, приложими към този обект.
Преките пътища осигуряват достъп до програма или документ от множество места, без да се създават множество физически копия на файла. На работния плот можете да поставите не само икони (икони) на приложения и отделни документи, но и папки. Папките са друго име за директории.
Значителна иновация в Windows 95 е лентата на задачите. Въпреки малката си функционалност, той прави механизма за многозадачност интуитивен и прави превключването между приложения много по-бързо, отколкото в предишните версии на Windows. Външно лентата на задачите е лента, обикновено разположена в долната част на екрана, която съдържа бутоните за приложения и бутона Старт. От дясната му страна обикновено има часове и малки икони на програми, които са активни в момента.
Работният плот на Windows е проектиран да бъде възможно най-лесен за начинаещия потребител, като в същото време осигурява максимално персонализиране, за да отговори на специфичните нужди на напредналите потребители.
ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА LINUX
Linux е операционната система за IBM-съвместими персонални компютри и работни станции. Това е многопотребителска операционна система с X Window System. Операционната система Linux поддържа стандарти за отворени системи и интернет протоколи и е съвместима с Unix, DOS, MS Windows системи. Всички компоненти на системата, включително изходния код, се разпространяват с лиценз за безплатно копиране и инсталиране за неограничен брой потребители.
Тази операционна система е разработена в началото на 90-те години на миналия век от студент от университета в Хелзинки (Финландия) Линус Торвалд с участието на интернет потребители, служители на изследователски центрове, различни фондации и университети.
Като традиционна операционна система, Linux изпълнява много от функциите, намиращи се в DOS и Windows, но е особено мощна и гъвкава. Linux предоставя скоростта, ефективността и гъвкавостта на Unix на разположение на потребителя на персонален компютър, като същевременно се възползва напълно от предимствата на персоналните компютри. При работа с мишка и трите бутона се използват активно, по-специално средният бутон се използва за вмъкване на текстови фрагменти.
От икономическа гледна точка Linux има още едно много съществено предимство – това е безплатна система. Linux се разпространява под Общия публичен лиценз на GNU под Фондацията за свободен софтуер, което прави операционната система достъпна за всички. Linux е защитен с авторски права и не е публично достояние, но GNU General Public License е почти същият като публичното разпространение. Той е проектиран така, че Linux да остане безплатен и стандартизиран в същото време. Има само едно официално ядро на Linux.
Linux наследява две други страхотни функции от Unix: той е многопотребителски и многозадачен. Многозадачността означава, че системата може да изпълнява няколко задачи едновременно. Многопотребителският режим е режим, при който няколко потребители могат да работят в системата едновременно и всеки от тях взаимодейства със системата чрез собствен терминал. Друго предимство на тази операционна система е възможността да се инсталира заедно с Windows на един компютър.
Използвайки Linux, можете да превърнете всяка лична машина в работна станция. В днешно време Linux е операционната система за бизнес, образование и лично програмиране. Университетите по света използват Linux в своите курсове по програмиране и проектиране на операционни системи. Linux стана незаменим в големи корпоративни мрежи, както и за организиране на интернет сайтове и уеб сървъри.
Съвременният Linux предоставя възможност за използване на няколко вида графични интерфейси: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) и други. Във всяка от тези обвивки на потребителя се дава възможност да работи с няколко десктопа наведнъж (докато в MS Windows винаги има един работен плот, който трябва да бъде затрупан с прозорци).
Компютърът предоставя различни ресурси за решаване на проблем, но за да направят тези ресурси лесно достъпни за хората и техните програми, е необходима операционна система. Той скрива сложни и ненужни детайли от потребителя и предоставя удобен за потребителя интерфейс за работа. Операционните системи могат да предоставят и други възможности: средства за защита на информация, съхранявана на компютърни дискове; работа на няколко потребители на един компютър (многопотребителски режим), възможност за свързване на компютър към мрежа, както и комбинация от изчислителни ресурси на няколко машини и съвместното им използване (клъстериране).
Шацукова Л.З. Информатика... Интернет учебник.http: //www.kbsu.ru/~book
Анна Чугайнова
Съвкупността от устройства, предназначени за автоматична или автоматизирана обработка на данни, се нарича изчислителна технология.
Изчислителна система- това е специфичен комплектустройства и програми, взаимодействащи помежду си ( хардуерна и софтуерна система), предназначени да обслужват едно работно място. Всеки компонент на изчислителна система (централен процесор, произволен достъп или външна памет, външно устройство, програма и т.н.) и възможностите, които предоставя, се наричат ресурс... Структурата на слънцето може да бъде представена като пирамида.
Приложен софтуер
Системен софтуер
Логическо управление на устройства
Управление на физическо устройство
Хардуер
Хардуервключват физически устройства (състав на оборудване), участващи в автоматизираната обработка на потребителска информация.
Управление на физическо устройствоизвършва се от програми, които взаимодействат с хардуерни структури.
Логическо управление на устройствавнедрява програми, които са ориентирани към потребителя и независими от физически устройства. Въз основа на това ниво могат да бъдат създадени нови логически ресурси. Например, няколко логически диска могат да бъдат създадени на един твърд диск, което от гледна точка на потребителя не се различава от работата с няколко физически диска.
Системен софтуерТова е комплекс от програми, предназначени да осигурят работата на компютри и компютърни мрежи. Неразделна част от системния софтуер е системи за програмиранекоито служат за поддържане на целия технологичен цикъл на разработка на софтуер.
Приложен софтуерТова е комплекс от взаимосвързани програми за решаване на задачи от определен клас от конкретна предметна област.
Централната връзка на изчислителната система е компютър.
Компютър- това е електронно устройство, предназначен да автоматизира създаването, съхранението, обработката и транспортирането на данни. В основата на работата на всеки съвременен компютър е генератор на часовникгенериране на електрически сигнали (импулси), чиято честота определя тактова честота... Интервалът от време между съседни импулси определя времето на един такт на компютъра (или просто такт на работа). Тактовата честота доста обективно определя скоростта на компютъра. Познавайки тактовата честота и броя на тактовите цикли, необходими за извършване на операция, можете точно да определите времето за завършване на тази операция. Компютърното управление всъщност се свежда до контролиране на разпределението на сигналите между устройствата. Управлението може да бъде програменили интерактивен.
Програмен контролразпределението на сигналите се извършва автоматично.
Разпределението на сигнала може да се управлява ръчно с помощта на външни контроли - бутони, ключове и т.н. В съвременните компютри външенуправлението до голяма степен е автоматизирано поради използването на специални хардуерно-логически интерфейси, към които са свързани външни устройства за управление и въвеждане на данни: мишка, джойстик, клавиатура и др. Такова управление се нарича интерактивен .
Конфигурация на компютърна системанаричат неговия състав, вкл хардуери софтуер, които обикновено се разглеждат отделно. Принципът на разделяне на изчислителна система на хардуери софтуерна конфигурацияе от особено значение за информатиката, тъй като много често решението на един и същ проблем може да бъде осигурено както от хардуер, така и от софтуер. Критерият за избор в този случай е производителност и ефективност. Въпреки това, не трябва да забравяме, че такова разделяне е условно, тъй като софтуерът и хардуерът работят в компютъра в неразривна връзка и в непрекъснато взаимодействие.
Хардуерна конфигурацияедна изчислителна система образува съвкупност от оборудване, свързано с компютър. Съвременните компютри и изчислителни системи имат блок-модулен дизайн(хардуерна конфигурация), която може да се сглобява от готови сглобки и блокове.
Софтуерна конфигурацияизчислителна система се нарича набор от програми, инсталирани на компютър. Програмиза компютри - това е форма на представяне на данни и команди, предназначени да произвеждат конкретни резултати. Работата на компютърните програми има многостепенен характер.
На всяко работно място хардуерната и софтуерната конфигурация се създава по такъв начин, че да се решава най-ефективно специфичнипрактически задачи. Различните компютри могат да бъдат сходни по архитектура и функционалност, но да имат различни софтуерни и хардуерни конфигурации.
Заедно с хардуера и софтуера в изчислителните системи, в някои случаи те смятат информационнии математическисигурност.
Под информационна поддръжка разбирам набор от програми и предварително обучени данниза да работят тези програми. Например, в текстов редактор, за да работи автоматичната проверка на правописа, освен хардуер и софтуер, е необходимо да има специални набори от речници, съдържащи предварително подготвен масив от основни данни.
Математически софтуеризчислителната система е набор от софтуер и информационна поддръжка... По правило той е „твърдо кодиран“ в ROM чипове и се използва в специализирани компютърни системи (бордови компютри на автомобили, самолети, кораби и др.).
Компютърен хардуер
| ДА СЕ |
хардуерът на изчислителна система е набор от устройства и инструменти, необходими за извършване на специфични видове работа. Между другото устройствата са разположени относително централен процесор(CPU) разграничават вътрешнии външенустройства. Външните устройства са повечето входно-изходни устройстваданни (наричани още перифернаустройства) и някои устройства за дългосрочно съхранениеданни (външна памет). За да работи системата, хардуерът трябва да бъде съгласуван един с друг хардуерни интерфейси, както на физическо ниво, така и на логическо ниво. Физически хардуерът се съпоставя с помощта на различни устройства (механични и електрически съединители, шини, контролери), логично - с помощта на програми, наречени драйвери на устройства.
Хардуерни интерфейси- това е стандартизирани логически устройстваосигуряване на координация на работата между устройства, възли и блокове на изчислителна система. Стандартите на хардуерния интерфейс се наричат протоколи, в който се определя наборът от технически условия, необходими за координираната работа на устройства. Наличието на стандартни интерфейси дава възможност за унифициране на преноса на данни между устройствата, независимо от техните характеристики.
В архитектурата на всяка изчислителна система има много хардуерни интерфейси, които могат условно да бъдат разделени на две групи: последователени успоредно.
Паралелни интерфейси- устройства, които се използват за едновременно предаване на група битове. Броят на битовете, включени в едно съобщение, се определя от ширината на интерфейса. Например, осембитови паралелни интерфейси прехвърлят един байт данни на цикъл. Производителността на паралелните интерфейси се измерва с байтове в секунда (байт/s; KB/s; MB/s). Използват се там, където е важна скоростта на пренос на данни: за свързване на печатащи устройства, устройства за въвеждане на графична информация, устройства за запис на данни на външен носител.
Серийни интерфейси- по-прости устройства. Обменът на данни се извършва бит по бит последователно. Тяхната производителност се измерва в битове в секунда (bps; kbps; Mbps). Серийните интерфейси често се наричат асинхронни интерфейси, тъй като не е необходимо да синхронизират работата на предавателните и приемащите устройства. Поради липсата на синхронизация, предаването на данни за полезен товар е придружено от служебни съобщения, тоест 1–3 служебни бита могат да попаднат на един байт данни за полезен товар. Първоначално пропускателната способност на серийните интерфейси беше по-малка от паралелните, а ефективността беше по-ниска. Поради това те се използват за свързване на "бавни устройства" (най-простите нискокачествени печатащи устройства, входно-изходни устройства за знакова и сигнална информация, контролни сензори, нископроизводителни комуникационни устройства и др.), както и в случаите, когато има нямаше ограничения за продължителността на обмена на данни. Въпреки това, с развитието на технологиите, сега се появиха високоскоростни серийни интерфейси, които не са по-ниски от паралелните и често дори ги превъзхождат по честотна лента.
Компютърна класификация
| С |
Има много различни методи за класифициране на компютрите. Методите, които най-често се използват в техническата литература и медиите, включват следното:
- по предварителна уговорка;
- по степен на специализация;
- по стандартни размери;
- по съвместимост;
- според типа на използвания процесор.
Класификация по предназначениеТова е един от най-ранните методи за класификация. Според този принцип има мейнфреймове, мини-компютър, микрокомпютъри персонални компютри (настолен компютър).
Големи компютри (основна рамкаили суперкомпютри). Използват се в много големи корпорации, банки или в сектори на националната икономика. Свръх-високопроизводителните суперкомпютри се използват за решаване на проблеми на отбранителния комплекс, ядрена физика, космически проблеми, метеорология и фармакология на сеизмичните изследвания. На базата на суперкомпютър се създават компютърни центрове, които включват няколко отдела (групи):
- група за системно програмиране, която осигурява хардуерно-софтуерен интерфейсизчислителна система;
- предоставяне на група за приложно програмиране потребителски интерфейсизчислителна система;
- група за поддръжка;
- група за подготовка на данни;
- група за информационна поддръжка, която създава архиви с данни във формата програмни библиотекии банки данни;
- отделът за издаване на данни, който получава данни от централния процесор и ги преобразува в удобна за клиента форма, например ги разпечатва на принтери.
Големите компютри се характеризират с високо оборудване и разходи за поддръжка. Централният процесор на такава изчислителна система е няколко стелажи с оборудване и се намира в отделна стая. За да увеличи ефективността, суперкомпютърът работи едновременно с няколко задачи и, естествено, с няколко потребители. Това разпределение на ресурсите на изчислителната система се нарича споделяне на време.
Мини-компютър... Компютрите от тази група се различават от мейнфреймовете по намален размер и съответно по-ниска производителност и цена. Такива компютри се използват от големи предприятия, научни институции и университети, в които образователната дейност се съчетава с научна работа. Мини-компютрите често се използват за управление на производствените процеси, като едновременно с това решават и други проблеми. Например, може да се използва от икономисти при упражняване на контрол върху себестойността на продукцията, при счетоводно отчитане на първична документация и изготвяне на редовни отчети за данъчните власти и др. Работата с мини-компютър се организира и с помощта на изчислителна център, макар и не толкова много, колкото на големите компютри ...
Микрокомпютър... Компютрите от този клас са достъпни за много предприятия. Не е необходим компютърен център за обслужване на такъв компютър. Достатъчно е да имате малка изчислителна лаборатория, която задължително включва висококвалифицирани програмисти, които съчетават качествата на системни и приложни програмисти. Микрокомпютрите се използват и в големите изчислителни центрове за извършване на спомагателни операции, например операции за предварителна подготовка на данни.
Персонални компютри (настолен компютър ). Този клас компютри претърпя особено бързо развитие през последните 20 години. Предназначен е да обслужва едно работно място. Въпреки малкия си размер и относително ниската цена, съвременните компютри предлагат висока производителност. Много модели компютри превъзхождат мейнфреймовете през 70-те години на миналия век, миникомпютрите през 80-те и микрокомпютрите през първата половина на 90-те години. Компютърът може да отговори на нуждите на малкия бизнес и физически лица. Компютрите станаха особено популярни след 1995 г. поради бързото развитие на Интернет. На персонални компютри най-често се използват игри, текстови редактори, бази данни, информационни системи, електронни таблици, системи за програмиране и др. Компютрите са и удобно средство за автоматизиране на учебния процес по всяка дисциплина, средство за организиране на дистанционно (заочно) обучение и средство за организиране на свободното време... Често се използват за домашна работа, което е особено важно в условия на ограничена заетост. До 2002 г. в областта на персоналните компютри са в сила международни стандарти, които установяват следните категории персонални компютри:
- масов компютър ( Потребителски компютър);
- бизнес компютър (Office PC);
- лаптоп ( Мобилен компютър);
- работна станция ( Работна станция компютър);
- компютър за забавление ( Забавление).
Развитието на хардуера доведе до постепенно размиване на границите между категориите, така че актуализирането на стандартите е преустановено, въпреки че при закупуване на компютър за конкретни задачи е полезно да се знае тази класификация.
Класификация по ниво на специализация.Компютрите по ниво на специализация се разделят на универсалени специализирана... Конфигурацията (съставът на компютърната система) на универсалния компютър може да бъде произволна. Така например един и същ компютър може да се използва за работа с текст, музика, графики, фото и видео материали. Специализираните компютри са предназначени за решаване на специфична гама от задачи. Те включват например бордови компютри на автомобили, кораби, самолети, космически кораби. Наричат се специализирани миникомпютри, фокусирани върху работата с графики графични станции... Използват се при изготвянето на филмови и видео филми, както и рекламни продукти. Наричат се специализирани компютри, които комбинират корпоративни компютри в една мрежа файлови сървъри... Наричат се компютри, които предават информация през Интернет мрежови сървъри.
Класификация по размерсе отнася до персонални компютри. В зависимост от стандартните размери компютрите се разделят на плот(работен плот), преносим(тетрадка), Джоб(палмтоп), мобилни изчислителни устройства(комбинира функциите на джобен компютър и мобилни комуникации). В днешно време са станали широко използвани лаптопи.
Тетрадка(на английски тетрадка- лаптоп, преносим компютър) - преносим персонален компютър, в който се комбинират типични компютърни компоненти, включително дисплей, клавиатура със сензорен панел, високоговорители, микрофон, уеб камера, както и акумулаторни батерии. Поради малкия си размер, тегло, модерни батерии, лаптопът е много удобен за използване, позволява ви да го вземете със себе си на път и да работите без презареждане от 1 до 14 часа. Първият публично достъпен лаптоп в света, Osborne-1, е създаден от изобретателя Адам Осбърн и пуснат на пазара през 1981 г. Търсенето на първите лаптопи е изключително силно, което прави Osborne Computer Corporation най-бързо развиващата се компания за времето си. Според предназначението и техническите си характеристики има следната класификация на лаптопи: бюджетни лаптопи, лаптопи от среден клас, бизнес лаптопи, мултимедийни лаптопи, лаптопи за игри, мобилна работна станция, модни лаптопи, здрави лаптопи, лаптопи със сензорен дисплей.
Класификация на съвместимостта.Съвместимостта зависи от взаимозаменяемостта на възли и устройства, предназначени за различни компютри, възможността за прехвърляне на програми от един компютър на друг и възможността за съвместна работа на различни типове компютри с едни и същи данни. от хардуерна съвместимостразграничават т.нар хардуерни платформи... Днес има две най-разпространени хардуерни платформи - IBM PCи Apple Macintosh... В допълнение към хардуерната съвместимост има и други видове съвместимост: софтуерна съвместимост, съвместимост с операционната система, съвместимост на ниво данни.
Класификация според типа на използвания процесор.Типът на използвания процесор до голяма степен характеризира техническите свойства на компютъра. Дори ако компютрите са на една и съща хардуерна платформа, те могат да се различават по вида на използвания процесор.
Класически компютърен модел според Джон фон Нойман
| н |
Въпреки напредъка на технологиите, не е имало значителни промени в основната структура и работата на съвременните компютри. Повечето съвременни компютри са базирани на общи логически принципи на функционирането на изчислителните устройстваформулиран още през 1946 г. от американския математик Джон фон Нойман.Според фон Нойман архитектурата на универсалния компютър трябва да се изгражда в съответствие със следните принципи.
Принцип на двоично кодиране... Цялата информация, влизаща в компютъра, е представена в двоични кодове.
Принцип на програмиран контрол... Необходимият ред на изчисления се определя недвусмислено от алгоритъма и се описва с поредица от команди, които образуват програма... Всяка команда дефинира кода на операцията, която трябва да се извърши, и адресите на операндите, участващи в операцията. Изчислителната програма се поставя в паметта на компютъра, което осигурява автоматичен режим на изпълнение на команди и в резултат на това увеличаване на скоростта на компютъра.
Принципът на хомогенност на паметта.Програмите и данните се съхраняват в една и съща памет. Следователно компютърът не прави разлика между това, което се съхранява в дадено място в паметта: число, текст или команда. Информацията от различни типове се различава по начина, по който се използва, но не и по начина, по който е кодирана. Това прави възможно използването на същите операции за обработка на числа и команди, тоест програмните команди стават толкова достъпни за обработка, колкото и числата.
Принцип на насочванесе крие във факта, че структурно основната памет се състои от номерирани клетки. Номерът на клетката го определя адреское е идентификатор на машината(име) стойност или команда. Всяка клетка е достъпна за процесора по всяко време. Извличането на съдържанието на клетка по адрес не унищожава съхраняваната в нея информация, тъй като се извлича копие на съдържанието.
Компютрите, изградени в съответствие с принципите на фон Нойман, се наричат компютри архитектура на фон Нойман... Класическият компютърен модел според фон Нойман има следната структура.
| Входно-изходни устройства |
| Устройство с памет |
В тази структурна диаграма двойните линии показват информационни потоци, единични линии - управляващи сигнали.
Основните устройства на такъв компютър: процесор, памет (устройство за съхранение), входно-изходни устройства. Всички устройства са свързани чрез комуникационни канали (или шини), през които се предава информация. Процесорът определя генерирането, производителността на компютъра: скоростта до голяма степен зависи от процесора. Процесорът включва аритметично логически блок и управляващ блок. Аритметично логическа единица(ALU) се използва за обработка на данни, тоест изпълнява аритметични и логически операции. Контролно устройство(UU) изпълнява функциите за управление на всички компютърни устройства и организира процеса на изпълнение на програмата. Към функциите памет(Памет) включват: получаване на информация от други устройства, съхраняване на информация, издаване на информация при поискване до други устройства на машината. Входно-изходни устройстваса предназначени за въвеждане на изходни данни от външни устройства в паметта на компютъра и извеждане на резултати от изчисленията.
Подобна информация.
Потребителски интерфейстой е потребителски интерфейс(UI - английски потребителски интерфейс) - вид интерфейси, в които едната страна е представена от човек (потребител), а другата - от машина/устройство. Това е набор от инструменти и методи, чрез които потребителят взаимодейства с различни, най-често сложни машини, устройства и оборудване.
Интерфейс за програмиране- функционалност, която даден софтуерен компонент предоставя на други софтуерни компоненти.
Могат да се разграничат два вида тази функционалност:
този, който се използва за създаване на приложни програми - интерфейсът за приложно програмиране (API);
този, който се използва за създаване на системни компоненти и може да се нарече интерфейс за програмиране на компоненти на операционната система или интерфейс за системно програмиране (SPI).
Хардуер-софтуер интерфейс- това са програмни функции, които контролират въвеждането/изхода на информация към външни устройства.
3. Бройна система. Позиционни и непозиционни бройни системи. База. Изписване.
Бройна система- символичен метод за изписване на числа, представляващ числа с помощта на писмени знаци.
Бройна система:
дава представяне на набор от числа (цели и/или реални);
дава на всяко число уникално представяне (или поне стандартно представяне);
отразява алгебричната и аритметичната структура на числата.
В позиционни бройни системиедин и същ цифров знак (цифра) в записа на числата има различни значения в зависимост от мястото (цифра), където се намира. Изобретяването на позиционното номериране на базата на местното значение на числата се приписва на шумерите и вавилонците; такова номериране е разработено от индусите и има безценни последици в историята на човешката цивилизация. Тези системи включват съвременната десетична бройна система, появата на която е свързана с броенето на пръсти.
В непозиционни бройни системистойността, обозначена с числото, не зависи от позицията в числото. В този случай системата може да наложи ограничения върху позицията на числата, например, така че те да са подредени в низходящ ред.
Изписване (позиция, място)е структурен елемент от представянето на числата в позиционни бройни системи. Цифрата е "работно място" на цифра в число. Поредният номер на цифрата съответства на нейното тегло - множител, с който трябва да се умножи стойността на цифрата в дадената бройна система.
Основата на бройната системанарича се броят на цифрите и символите, използвани за представяне на числото. Например p = 10.
Определянето на основата е много лесно, просто трябва да преизчислите броя на значимите цифри в системата. Ако е по-просто, тогава това е числото, с което започва втората цифра на числото. Например, използваме числата 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Има точно 10 от тях, следователно основата на нашата бройна система също е 10, а числовата система е наречен "десетичен". В горния пример се използват числата 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (спомагателните 10, 100, 1000, 10000 и т.н. не се броят). Тук също има 10 основни цифри, а числовата система е десетична.
