Laten we eens kijken naar de interface van interactie tussen twee toepassingen van een WEB-browser en een WEB-server (aangezien deze toepassingen zich gewoonlijk op verschillende machines bevinden en bijgevolg op verschillende software- en hardwareplatforms, gebruiken we de term software- en hardware-interface).
Bij het implementeren van de interface voor interactie van WEB-applicaties, wordt het HTTP-protocol (Hypertext Transfer Protocol) gebruikt, een protocol op applicatieniveau dat de mogelijkheid biedt om toegang te krijgen tot een verscheidenheid aan informatie op het WWW-World Wide Web. Het HTTP-protocol heeft krachtige mechanismen voor het repliceren van informatie, ongeacht het type gegevenspresentatie. Het protocol is gebaseerd op objectgeoriënteerde technologie en kan worden gebruikt om verschillende problemen op te lossen, bijvoorbeeld de besturing van gedistribueerde informatiesystemen.
De mogelijkheid om gegevens in verschillende formaten (afbeeldingen, video, audio) op te slaan en te presenteren, maakt het WWW, met de gebruikte HTTP, een uniek medium voor het opslaan van informatie.
Momenteel wordt het HTTP-protocol door het WWW-systeem gebruikt als een van de belangrijkste protocollen. Laten we met dit in gedachten eens nader bekijken hoe het HTTP-protocol werkt.
Het HTTP-protocol stelt u in staat toegang te krijgen tot informatiebronnen en diensten van WWW-servers. Om de toegang tot multifunctionele netwerkbronnen te verenigen, ondersteunen WWW-servers een reeks interfaces waarmee u de niveaus en methoden van toegang tot netwerkbronnen kunt structureren. In feite is elk van de interfaces een netwerkobject met zijn eigen methoden en structuur. Om informatie op het WWW te zoeken en weer te geven, worden speciale toepassingen, webbrowsers genoemd, gebruikt. De gecoördineerde interactie van objecten (client en server) vormt het concept van een programmeerinterface.
Laten we eens kijken naar de componenten van software- en hardware-interfaces op basis van protocollen op applicatieniveau.
URI (Uniform Resource Identifier), URL (Uniform Resource Locator), URN (Uniform Resource Name) - verschillende aspecten van het identificeren van dezelfde service, het bepalen van het type, de toegangsmethode en de locatie van de host, waarop een via internet toegankelijke bron staat . Deze dienst bestaat uit drie delen.
1) Schema. Identificeert het type service waarmee toegang kan worden verkregen tot de service, zoals een WWW-server.
2) Adres. Identificeert het adres (host) van de bron, bijvoorbeeld www.ripn.net.
3) Naam of toegangspad. Identificeert het volledige pad naar de bron op de geselecteerde host die we willen gebruiken om toegang te krijgen tot de bron, bijvoorbeeld / home / afbeeldingen / afbeelding l.gif.
Het bestand readme.txt op de Microsoft-site (WWW-server) is bijvoorbeeld een bron met de ID: http://www.microsoft.com/readme.txt. Dit betekent dat het HTTP-protocol moet worden gebruikt om toegang te krijgen tot de bron (het toegangsschema wordt gescheiden door een dubbele punt ":" en geeft de naam van het gebruikte protocol aan), de volgende twee schuine strepen scheiden het serveradres www.microsoft.com; en ook) bestandsnaam /readme.txt.
Als ze de computer bedoelen waarop de bron zich bevindt, gebruiken ze in de regel de URL of URN-waarde, en wanneer ze de bron volledig aangeven (type, host, pad), gebruiken ze de URI. Het is niet verkeerd als de ene aanduiding wordt gebruikt in plaats van de andere, maar het is absoluut noodzakelijk om te verduidelijken wat het betekent in de context.
De URI kan niet alleen de naam van de resource bevatten, maar ook de parameters die nodig zijn om deze te vertegenwoordigen. De resourcenaam wordt gescheiden van de parameterreeks door de "?" De parameterreeks bestaat uit tekengroepen met een constante structuur (tokens), gescheiden door het "&"-teken, elk zo'n token bestaat uit de parameternaam en zijn waarde, gescheiden door het "="-teken, het spatieteken "" wordt vervangen door het teken "+". Tokentekens die niet in de ASCII-tekenset voorkomen, worden vervangen door een "%" en de hexadecimale waarde van dat teken. Voor de opgegeven resource is de hele parameterreeks een enkele tekenreeksparameter, dus het type, de volgorde of de uniekheid van de namen van de afzonderlijke tekenreeksparameters is niet relevant. Bijvoorbeeld:
http://www.exe.com/bm/scrshell.run?in=10&go=ok+and+ok&event=l&event=2
Deze URI bevat 4 parameters, waarvan er drie numeriek zijn en twee dezelfde naam hebben. Het ontleden en ontleden van de waarden van individuele parameters is geheel aan de URI, in dit voorbeeld de bron scrshell.run.
HyperText Markup Language (HTML) is een taal voor het beschrijven van informatie die op het WWW is opgeslagen. Een HTML-bestand kan speciale codes bevatten die verwijzen naar bijgevoegde grafische, video- of audio-informatie of uitvoerbare codes van de informatieweergave-omgeving (webbrowser - Java Script, Java). Voor de Java- en JavaScript-talen vertegenwoordigt de webbrowsertoepassing het besturingssysteem of de omgeving waarin ze worden uitgevoerd, en de webpagina is de bron die is bedoeld voor hun werking. Deze talen bouwen geen webpagina op van gebruikersgegevens, maar gebruiken deze als platform voor hun acties en gebruikersacties. Wanneer een webbrowser dit bestand opent, interpreteert het eerst de informatie die in het HTML-bestand is gecodeerd en presenteert die informatie vervolgens in een geschikte vorm aan de gebruiker.
De letters "HT" in de naam van het HTML-protocol staan voor "HyperText" - het basisconcept van het plaatsen van informatie op het WWW. HyperText-documenten bevatten speciale koppelingen, hyperlinks genaamd, die in de tekst van het document worden geplaatst. Hyperlinks stellen de gebruiker niet alleen in staat om van het ene deel van dit document naar het andere te navigeren, maar ook om te verwijzen naar andere gerelateerde documenten op het WWW.
De Common Gateway Interface (CGI) is een WWW-extensiestandaard waarmee WWW-servers programma's kunnen uitvoeren waarvan de argumenten door de gebruiker kunnen worden gespecificeerd. De CGI-interface breidt de mogelijkheden van de gebruiker uit en stelt hem in staat programma's uit te voeren die bij een bepaalde webpagina horen, waardoor de mogelijkheid wordt geboden om dynamische informatie van een WWW-server te verkrijgen. Een gebruiker van zo'n WWW-server kan bijvoorbeeld de laatste weersinformatie krijgen door een programma te draaien dat de huidige weersvoorspelling opvraagt uit een database. De CGI-interface fungeert in feite als een gateway tussen de WWW-server en externe uitvoerbare bestanden. Het ontvangt een verzoek van een gebruiker, geeft het door aan een extern programma en stuurt de resultaten vervolgens terug naar de gebruiker via een dynamisch gebouwde webpagina. Tegelijkertijd kunnen de geconstrueerde webpagina's radicaal van elkaar verschillen, omdat ze worden gevormd in directe afhankelijkheid van de parameters die door de gebruiker zijn gedefinieerd.
Het CGI-mechanisme is ook universeel en kan gegevens tussen alle WWW-servers overbrengen. Aangezien de CGI-interface is gebaseerd op uitvoerbare bestanden, is er geen beperking op het type programma dat erin wordt uitgevoerd. Het programma kan worden geschreven in een van de programmeertalen waarmee u uitvoerbare modules kunt maken. Een CGI-programma kan ook worden geschreven met behulp van de commandotalen van besturingssystemen zoals Perl of Shell.
Momenteel wordt de technologie van actieve serverpagina's ASP (Active Server Pages) veel gebruikt. In wezen vertegenwoordigt deze technologie een toepassing van dezelfde CGI-standaard, alleen op het niveau van een objectgeoriënteerde benadering van het bouwen van webpagina's.
Controlevragen
1. Hoe worden applicatie-interactie-interfaces geïmplementeerd?
2. Wat zijn de belangrijkste componenten van de interactie-interface aan de hand van het voorbeeld van WEB-applicaties?
3. Welke functies implementeert de CGI-interface?
Onderwerp 13. Interface van informatie-interactie van softwaretoepassingen. De interface voor interactie van softwaretoepassingen met het voorbeeld van HTTP. Overdracht van verzoeken en antwoorden.
Laten we eens kijken naar de interface van interactie van softwaretoepassingen die HTTP als voorbeeld gebruiken.
De interface wordt sequentieel geïmplementeerd.
De eerste fase is wanneer de HTTP-client (browser) verbinding maakt met de server. Hiervoor gebruikt het het TCP/IP-protocol en wordt de verbinding gemaakt met de bij de klant bekende TCP-poort. Het ontvangen HTTP-poortnummer is 80; andere TCP-poorten zijn gedefinieerd voor andere services.
De tweede fase is het verzoek van de cliënt: de cliënt geeft de verzoekkop door en mogelijk (afhankelijk van de methode) de hoofdtekst van het verzoekbericht. De header moet de methode, URL en HTTP-versie bevatten. Er kunnen nog een paar optionele velden zijn die de server ook vertellen hoe het verzoek moet worden afgehandeld.
De derde fase is de serverrespons, die bestaat uit een header (Response-header), waarin de server de HTTP-versie aangeeft en een statuscode die een succesvol of niet-succesvol resultaat en de redenen daarvoor kan aangeven. De kop wordt gevolgd door de hoofdtekst van het antwoord, gescheiden van de kop door een lege regel.
De vierde stap is het verbreken van de TCP/IP-verbinding.
De aanvraagheader kan er als volgt uitzien:
GET /MyDoc.htm HTTP / 1.1
Verbinding: Keep-Alive
Gastheer: 212.54.196.226
Hier: MyDoc.htm - de naam van het gevraagde document; GET - verzoektype; Host - IP-adres; Accepteren - gegevensformaten "begrepen" door de klant.
De header van het verzoek hieronder is afkomstig uit het document dat het formulier bevat:
POST /Scripts/ReadData.pl HTTP / 1.1
Verwijzer: http://212.54.196.226
Verbinding: Keep Alive
Gebruikersagent: Mozilla / 3.0 (Win95; I)
Gastheer: 212.54.196.226
Accepteren: afbeelding / gif, afbeelding / x-bitmap,
Inhoudstype: applicatie / x-www-form-urlencoded
Inhoud-lengte: 38
Voornaam = Mary + Ann & Achternaam = Sylvester
Hier: POST - de methode voor het overbrengen van gegevens van het formulier; Referer - het adres van de webpagina van waaruit de gebruiker naar het document ging met het formulier .; Inhoudstype - de methode voor het coderen van de verzonden gegevens; Inhoudslengte - hoeveelheid verzonden gegevens (bytes); Voornaam, Achternaam - namen van formuliervelden; Mary + Ann, Sylvester - verzonden waarden (spatie wordt vervangen door "+").
De webserver reageert op een browserverzoek door deze een HTML-bestand te sturen, voorafgegaan door een Response-header.
Een typische Response-header bevat de volgende gegevens:
Server: Microsoft-IIS / 4.0
Inhoudstype: tekst / html
Set-Cookie: ASPSESSIONIDFFFYXKFR = ACMNFLJANKGBAMPBEGNGLEAB
(HTML code)
Deze header wordt gegenereerd door de server. De regel "200 OK" is de status van de aanvraag. Als de server het verzoek niet kon verwerken, zou hij een foutmelding genereren, bijvoorbeeld "404 Object Not Found"; Inhoudstype - inhoudstype. De browser geeft het document weer (interpreteert de code precies als HTML-code, aangezien het inhoudstype tekst / html is) en wacht tot de klant (door op de hyperlink te klikken) de volgende pagina van deze site opvraagt of naar een andere site gaat. Als de pagina een afbeelding bevat (bijvoorbeeld in jpeg-indeling), wordt deze door de webserver naar de client verzonden samen met een andere Response-header, waarbij het inhoudstype afbeelding / jpeg is. Set-Cookie - stelt de waarde in van speciale informatie die op de computer van de klant is vastgelegd. In dit veld wordt de identificatie van de huidige sessie opgeslagen.
Laten we een voorbeeld bekijken en het HTTP-verzoek van de client in meer detail analyseren. Het kan er zo uitzien:
POST http: // localhost / HTTP / 1.1
Accepteer-taal: ru
Proxy-verbinding: Keep-Alive
paraml = l & param2 = 2
Uit het voorbeeld kunt u zien dat het verzoek begint met het woord "POST". Dit woord betekent een methode voor het overbrengen van gegevens naar de server, waarbij aanvullende verzoekgegevens (de string "param1 = 1 & param2 = 2") na de header worden doorgegeven.
In HTML-documenten wordt de methode voor gegevensoverdracht gespecificeerd in de vorm van het verzenden van berichten. Om dit verzoek te ontvangen, is bijvoorbeeld het volgende formulier gebruikt:
Zoals u in het voorbeeld kunt zien, worden de parameters geschreven als
[parameternaam1] = [parameter1-waarden] & [parameter2-naam] = [parameter2-waarden] & ...
Een veelgebruikte aanvraagmethode is "GET". In feite worden alle verzoeken waarvoor geen gegevens moeten worden verzonden, bijvoorbeeld een paginaverzoek, op deze manier gedaan. Laten we het aanvraagformulier wijzigen:
we krijgen het volgende HTTP-verzoek:
GET http: // localhost /? Param1 = 1 & param2 = 2 HTTP / 1.1
Accepteren: afbeelding / gif, afbeelding / x-xbitmap, afbeelding / jpeg, afbeelding / pjpeg, * / *
Accepteer-taal: ru
User-Agent: Mozilla / 4.0 (compatibel; MSIE 6.0; Windows NT 5.0)
Proxy-verbinding: Keep-Alive
Zoals u kunt zien, is de regel "paraml = l & param2 = 2" naar boven verplaatst en toegevoegd aan de regel "http: // localhost /" na de "?" Het eerste woord in de HTTP-header is ook veranderd, de rest blijft ongewijzigd.
Het voordeel van de GET-methode is dat je in de browserregel kunt zien welke gegevens er zijn verzonden. De nadelen zijn onder meer het feit dat de lengte van de gegevens die op deze manier worden verzonden (in tegenstelling tot de POST-methode) beperkt is - sommige servers, zoals sommige browsers, hebben een limiet voor de lengte van het adres van het gevraagde document. Dienovereenkomstig kan een adres met een lange queryreeks worden afgekapt, of de server retourneert een fout "414 Request-URI Too Long".
Literatuur: 1sn., 2sn., 7dop., 9dop ..
Controlevragen
1. Hoeveel fasen omvat de interface voor interactie van applicaties in de NTTR?
2. Wat is de betekenis van de Request-header in de interface voor interactie van applicaties via HTTP?
3. Wat is de betekenis van de Response-header in de HTTP Application Interaction Interface?
4. Hoe verhouden de componenten die de gebruikersinterface implementeren zich tot de interface voor interactie van applicaties via HTTP?
De mogelijkheden van de computerhardware bepalen: hardware-software interface, die de functies van de hardware en de organisatie van de computer kenmerkt die nodig en voldoende zijn voor de ontwikkeling van programma's. De hardware-software-interface legt alle informatie vast die programmeurs nodig hebben over de hardware waaruit de computer bestaat. Dit heeft geen invloed op aspecten van de interne organisatie van de computer: het type halfgeleiderelementen, voedingsspanning, printplaten, enz. Met de set eigenschappen van computerhardware, essentieel voor de ontwikkeling van programma's, d.w.z. voor programmeurs heet computer architectuur... Daarom zullen we de termen architectuur en softwaregestuurde interface als synoniemen gebruiken, in het besef dat een specifieke software-hardware-interface overeenkomt met een specifieke architectuur.
Zoals reeds vermeld, is programmeren in termen van een hardware-software-interface alleen beschikbaar voor systeemprogrammeurs die programma's maken - stuurprogramma's voor het onderhoud van randapparatuur, programma's voor het onderhoud van geheugenapparaten, schakeltaken, het toewijzen van geheugen tussen taken, enz., die samen een besturingssysteem. Het besturingssysteem introduceert een next-level interface - API API ( API - Programma-interface toepassen). De API introduceert een systeem van operators die door programmeurs worden gebruikt om invoer-uitvoerbewerkingen en gegevensopslag, toewijzing van apparaten en geheugen tussen taken, besturing van computerapparatuur en gegevensverwerkingsprocessen uit te voeren. Alle API-operators worden geïmplementeerd via het besturingssysteem, d.w.z. door middel van de bijbehorende OS-programma's die de IPP-operators interpreteren in een reeks opdrachten van de software- en hardware-interface, geïmplementeerd door de computerhardware. OS-programma's zijn een integraal onderdeel van computerhardware: het zijn OS-programma's die operators (functies) creëren, in termen waarvan serviceprogramma's, instrumentele systemen en applicatieprogramma's worden uitgevoerd.
De hardware en het besturingssysteem van een computer fungeren dus als een enkel software- en hardwarecomplex - een computerplatform waarop software van een hoger niveau is gebouwd, inclusief applicatieprogramma's die via een IPP met de hardware communiceren.
Hardware-software-interface PAI definieert de functies die door de computerhardware worden uitgevoerd. Deze functies zijn meestal onderverdeeld in de volgende groepen:
samenstelling en presentatievorm van machine-informatie-eenheden;
gegevenstypen en vormen van hun presentatie;
manieren om gegevens aan te pakken;
commando systeem;
functies om de toestand van apparaten en processen weer te geven.
De eerste vier functies, geïmplementeerd door de computerhardware, genereren het computerinstructiesysteem, dat de bewerkingscodes en de regels vastlegt voor het coderen van de adressen van de operanden die deelnemen aan de bewerkingen. De volgorde van opdrachten waaruit programma's bestaan, zijn correct wanneer de opdrachten bewerkingen voorschrijven op de juiste gegevenstypen: gehele getallen, booleans, tekenreeksen, enz. Naast programmeerbare functies gaat de werking van een computer gepaard met gebeurtenissen die plaatsvinden met de werkingssnelheid van apparaten (einde van invoer-uitvoerbewerkingen, fouten in verzonden gegevens, enz.) of bij het uitvoeren van opdrachten (onjuiste bedieningscode, overtreding van adresregels, toegang tot beschermde gegevens, enz.) enz.). Onder deze omstandigheden vormen computerapparaten, die reageren op het einde van processen of speciale situaties bij het uitvoeren van de door de opdrachten voorgeschreven bewerkingen, onderbreek signalen... Deze signalen worden waargenomen door de processor, die een overgang biedt naar speciale programma's die situaties verwerken die zijn ontstaan bij de werking van apparaten en bij het uitvoeren van programma's. Hierdoor biedt het besturingssysteem controle over apparaten en programma-uitvoeringsprocessen en combineert het hardware en software in één hardware- en softwarecomplex.
De overgrote meerderheid van de momenteel gebruikte architecturen behoort tot de klasse processorgericht(processorcentrum). Tegelijkertijd wordt voor elke architectuur een specifieke software- en hardware-interface gecreëerd, die een uniek systeem van opdrachten genereert dat door het besturingssysteem van de computer wordt geïmplementeerd. Dit betekent dat voor elke processor en elk systeem van externe apparaten een specifiek besturingssysteem wordt gemaakt, dat dient als basis voor het schrijven van applicatieprogramma's en gecentraliseerd beheer van alle systeembronnen - apparaten en programma's.
Applicatie programma-interface. Hardwarefabrikanten hebben architecturen ontwikkeld die zijn gebaseerd op de Application Programming Interface (API). API-georiënteerde architecturen vormen een interface die door alle applicatieprogramma's wordt gebruikt om toegang te krijgen tot de functies van het besturingssysteem en om applicatieprogramma's te isoleren van de hardware- en softwaredetails van het besturingssysteem .
Een van de meest bekende API's is Posix ( Draagbare besturingssysteeminterface op basis van uniX), is een internationale standaard voor: Unix– Zoals besturingssystemen. In 1993 definieerde de applicatiegroep voor het Unix-besturingssysteem zijn eigen set API's, die 1.179 functies omvatte. De "Unified Specification Unix"-standaard is de moderne industriële versie van POSIX geworden.
Een andere variant API- technologie-onafhankelijke machine-interface ( Technologie-onafhankelijke machine-interface), vaak eenvoudig genoemd MI (Machine-interface). Deze interface bevat een reeks functies van het besturingssysteem van de AS / 400-computer die in een tweetrapsschema werkt: genereren van een programmasjabloon - genereren van een programmacode. BAS / 400-compiler genereert code uit brontekst MI die wordt gepresenteerd als een programmasjabloon. In de tweede fase genereert de vertaler de binaire programmacode volgens de programmasjabloon, en de binaire programmacode die door de vertaler is gemaakt, wordt in het computergeheugen opgeslagen als een enkel programma-object. Zo'n programma heet gevolgd(waarneembaar). Als een AS / 400-computer bijvoorbeeld een 64-bits processor gaat gebruiken, wordt er een speciale vertaler gemaakt voor de nieuwe hardware, die de programmacode vertaalt naar een nieuwe binaire code die overeenkomt met de gegevenssamenstelling waarmee de nieuwe 64 -bit processor werkt. Hierdoor ontvangt een AS/400-computer een 64-bits besturingssysteem en duizenden 64-bits applicaties op één dag.
Aanzienlijk nadeel API- gebrek aan flexibiliteit. De klant kan geen besturingssysteem van de ene fabrikant kiezen, een database van een andere, gegevensbescherming van een derde, omdat ze niet kunnen werken als één geïntegreerd systeem. De enige manier om flexibiliteit te bieden, is door onafhankelijk van elkaar verschillende componenten te combineren tot een geïntegreerd systeem. Dit vereist echter geld voor gebruikerstraining en onderhoud van softwaresystemen.
Het concept van wat een besturingssysteem is, is in de loop van de tijd veranderd. De eerste computers werden alleen gebruikt voor het oplossen van wiskundige problemen, en computationele algoritmen die in machinecodes waren geschreven, dienden als programma's. Bij het coderen van programma's moest de programmeur de computer onafhankelijk besturen en zorgen voor de uitvoering van zijn programma. In de loop van de tijd is er een reeks hulpprogramma's gemaakt om het proces van het schrijven van programma's te vergemakkelijken. Met de ontwikkeling van elektronica werd de apparatuur verbeterd en werd het mogelijk om meerdere programma's tegelijkertijd uit te voeren, in verband hiermee werden taakschakelalgoritmen gecreëerd. De reeks routines die schakelen mogelijk maakt, werd een monitor of supervisor genoemd. Er was echter een probleem met het onderbreken van de werking van programma's die fouten bevatten en computerbronnen verbruiken (bijvoorbeeld door constant de processor te bezetten of per ongeluk de resultaten van hun werk in RAM te schrijven, waar andere programma's zich bevinden). Een uitweg werd gevonden in het creëren van speciale hardwaremechanismen die het programmageheugen beschermen tegen onbedoelde toegang door andere programma's. Omdat de besturing van deze mechanismen niet langer in de programma's zelf kon worden opgenomen, werd een speciaal programma aan de monitor toegevoegd om de geheugenbeveiliging te beheren. Zo is de bewonersmonitor ontstaan. Een consistente oplossing voor dergelijke problemen was gericht op het creëren van een universele computer die in staat is om gelijktijdig verschillende problemen op te lossen.
Een resident monitor is al het begin van een besturingssysteem. Applicatieprogramma's begonnen alleen de implementatie van hun algoritme en de oproep voor hulpalgoritmen voor de monitor te bevatten, terwijl ze een speciale set regels gebruikten die de applicatieprogrammeerinterface werd genoemd. De API maakte het mogelijk om abstracte concepten te creëren. De concepten van bestand en bestandssysteem werden geïntroduceerd. Later werden vele andere programma's aan de resident-monitor toegevoegd, met name programma's die de uitvoering van bewerkingen vergemakkelijken, zoals het kopiëren van bestanden, het bewerken van teksten, het compileren van programma's uit een programmeertaal in machinecode, en andere. De term "residente monitor" is uitgegroeid tot de kern van het besturingssysteem.
Start uw computer op. BIOS.
Meestal start de computer op wanneer de stroom wordt ingeschakeld vanaf het voorpaneel van de systeemeenheid, hoewel moderne computers zulke middelen hebben voor een zuinig energieverbruik dat ze niet kunnen worden uitgeschakeld. Het opstarten van een computer is het meest cruciale moment in het werk van een computer - op dit moment zijn er geen gegevens of programma's in het RAM-geheugen. Het is onmogelijk om ze zonder commando's van de harde schijf naar het RAM-geheugen over te brengen. Voor dit doel heeft de processor een speciale poot genaamd RESET. Als er een signaal op aankomt (en op het moment van inschakelen is dit precies wat er gebeurt), verwijst de processor naar een speciaal toegewezen geheugencel. Het is noodzakelijk dat deze cel altijd bepaalde informatie bevat, ook als de computer uit staat. Hiervoor is een speciale microschakeling bedoeld - ROM (alleen-lezen geheugen). Dit is ook een herinnering, maar permanent. In tegenstelling tot RAM wordt het permanente geheugen niet gewist wanneer het is uitgeschakeld. De ROM-chipprogramma's worden in de fabriek geschreven. Deze set programma's wordt BIOS - Basic Input / Output System genoemd. Dit systeem is ingebouwd in het moederbord van de computer. Het doel is om elementaire acties uit te voeren die verband houden met de implementatie van invoer-uitvoerbewerkingen. Het BIOS bevat ook een computerfunctietest, die het geheugen en de apparaten van de computer test wanneer de stroom wordt ingeschakeld. De werking van programma's die in de BIOS-chip zijn geschreven, wordt weergegeven op een zwart scherm met lopende witte lijnen. Op dit moment controleert de computer zijn apparaten: hij controleert het RAM-geheugen (hoeveel en of het allemaal in orde is), de aanwezigheid van harde schijven en de aanwezigheid van een toetsenbord. Als er iets niet werkt, melden de programma's die de controle uitvoeren een storing. Daarnaast bevat het onderliggende I/O-systeem een programma om de besturingssysteemlader aan te roepen.
Een besturingssysteemlader is een speciaal programma dat is ontworpen om het opstartproces van een systeem te starten.
Na het laden van het besturingssysteem worden alle werkzaamheden met de processor en andere apparaten uitgevoerd door middel van speciale softwarepakketten die in het besturingssysteem zijn opgenomen.
Als het besturingssysteem om de een of andere reden niet opstart vanaf de harde schijf, is werken met de computer onmogelijk. Dit gebeurt als bijvoorbeeld de harde schijf of het besturingssysteem beschadigd is. In dit geval kan het besturingssysteem worden geladen vanaf een extern opslagmedium. Om dit te doen, hebt u een speciale schijf nodig, de systeemschijf. Deze methode wordt gebruikt om de computer te starten bij het oplossen van problemen.
Het doel van het besturingssysteem.
Computers hadden niet altijd een besturingssysteem nodig. Als een computer zonder besturingssysteem kon aanzetten, aan het werk kon gaan en menselijke commando's kon accepteren, dan was dat niet nodig. Voorbeelden van dergelijke "computers" zijn gameconsoles. Ze hebben ook een processor, RAM waarin het programma zich tijdens bedrijf bevindt, er zijn invoerapparaten (bijvoorbeeld een joystick), maar er is geen besturingssysteem of het is volledig primitief.
Spelprogramma's voor consoles (en data daarvoor, zoals muziek en afbeeldingen) worden vastgelegd in een ROM-chip (deze bevindt zich in een spelcassette) of op een laserdisk. Wanneer een cartridge (of een laserdisc) in de console wordt geplaatst, start het programma automatisch en wordt er geen besturing verondersteld, behalve degene die vereist is volgens het scenario van het spel, daarom is er geen besturingssysteem nodig. Je kunt de bijlage ook van de andere kant bekijken. Bij het laden van het spel komen ze onder de controle van het "besturingssysteem" van het spel en je kunt alleen doen wat in het spel is voorzien, bijvoorbeeld "rennen", "springen" en "schieten". Beperkingen en niet-standaard functies staan niet toe dat een videogame een "besturingssysteem" wordt genoemd zonder aanhalingstekens. Een echt besturingssysteem moet:
- algemeen geaccepteerd en gebruikt worden als standaardsysteem op veel computers;
- werken met tal van hardwareapparaten die door verschillende bedrijven zijn geproduceerd, ook in het verleden;
- de mogelijkheid bieden om een verscheidenheid aan programma's uit te voeren die door verschillende mensen zijn geschreven en door verschillende organisaties zijn uitgebracht;
- hulpmiddelen bieden voor het controleren, configureren en onderhouden van de computer, de apparaten en programma's die erop zijn geïnstalleerd.
Hardware- en software-interface.
In een computersysteem zijn er twee deelnemers - software en hardware. Software zijn alle programma's die op een computer zijn geïnstalleerd, en hardware zijn componenten en apparatuur die zich in de systeemeenheid bevinden of daarbuiten zijn aangesloten.
De relatie tussen de deelnemers in een computersysteem wordt een interface genoemd. Communicatie tussen verschillende knooppunten is een hardware-interface, communicatie tussen programma's is een software-interface en communicatie tussen hardware en software is een hardware/software-interface.
In de computer wordt de hardware-interface geleverd door de hardwarefabrikanten. Ze zorgen ervoor dat alle knooppunten dezelfde connectoren hebben en op dezelfde spanningen werken. Het besturingssysteem voert de onderhandeling tussen software en hardware.
Gebruikersomgeving.
Als we het hebben over een personal computer, dan kunt u de derde deelnemer aan het werk met het computersysteem aangeven - dit is een persoon (het is gebruikelijk om hem een gebruiker te noemen). De gebruiker moet ook communiceren met de hardware en software.
Er zijn verschillende programma's en elk moet op een andere manier werken. Sommige programma's zijn ontworpen om met een toetsenbord te werken, andere - om met een muis te werken, andere om met een joystick of andere bedieningsapparaten te werken. Sommige programma's tonen hun berichten in de vorm van teksten op het scherm, andere in de vorm van afbeeldingen, andere gebruiken het scherm misschien helemaal niet en tonen berichten in de vorm van spraak of geluiden. De manier waarop een persoon omgaat met een programma en een programma met een persoon wordt de gebruikersinterface genoemd. Als een programma zo is gemaakt dat het handig is om ermee te werken, wordt er gezegd dat het een handige gebruikersinterface heeft. Als de techniek om met het programma te werken meteen duidelijk is, zonder de instructies te hoeven bestuderen, zeggen ze dat het een intuïtieve interface heeft. Een geavanceerde gebruikersinterface suggereert dat een programma geweldige mogelijkheden heeft, maar het is niet eenvoudig om het te leren gebruiken. Door de flexibele interface kun je op veel verschillende manieren met het programma werken. Het concept van een rigide interface betekent dat alleen dergelijk werk mogelijk is, waarin de instructie voorziet, en geen ander. Een primitieve interface betekent dat de interface gemakkelijk te leren is, maar niet gemakkelijk te gebruiken.
DOS-BEDRIJFSSYSTEEM
DOS is het eerste besturingssysteem voor personal computers, dat wijdverbreid werd en van 1981 tot 1995 het belangrijkste besturingssysteem was voor IBM pc-computers. Na verloop van tijd werd het praktisch vervangen door nieuwe, moderne besturingssystemen Windows en Linux, maar in sommige gevallen blijft DOS bestaan. handig en de enige mogelijkheid om op een computer te werken (bijvoorbeeld in gevallen waarin de gebruiker werkt met verouderde apparatuur of software die al lang is geschreven, enz.)
Gebruikers werken met het DOS-besturingssysteem via de opdrachtregel; het heeft geen eigen grafische interface. Het DOS-besturingssysteem maakt het al 15 jaar mogelijk om succesvol met personal computers te werken, maar handig kan dit werk niet worden genoemd. DOS fungeerde als een "tussenpersoon" tussen de gebruiker en de computer en hielp om complexe commando's voor toegang tot schijven om te zetten in eenvoudigere en begrijpelijkere, maar naarmate het zich ontwikkelde, "groeide" het met een overvloed aan commando's en begon het werk met de computer te beperken . Dus de behoefte aan een nieuwe tussenpersoon ontstond - toen verschenen de zogenaamde shell-programma's.
De shell is een programma dat onder controle van het besturingssysteem draait en de gebruiker helpt om met het besturingssysteem te communiceren. Het shell-programma toont visueel de volledige bestandsstructuur van de computer: schijven, mappen, bestanden. Met slechts een paar toetsen kunnen bestanden worden doorzocht, gekopieerd, verplaatst, verwijderd, gesorteerd, gewijzigd en gestart. Simpel, duidelijk, handig. Een van de meest bekende en wijdverbreide shell-programma's ter wereld heet Norton Commander (NC). De NC-shell verbergt veel ongemakken voor de gebruiker die bijvoorbeeld optreden bij het werken met het MS DOS-bestandssysteem, zoals de noodzaak om opdrachten vanaf de opdrachtregel te typen. Eenvoud en gebruiksgemak zijn wat NC-type shells populair maakt in onze tijd (deze omvatten QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander, enz.). De grafische shells van Windows 3.1 en Windows 3.11 verschillen fundamenteel van hen. Ze gebruiken het concept van zogenaamde "vensters" die kunnen worden geopend, over het scherm verplaatst en gesloten. Deze vensters "behoren" tot verschillende programma's en weerspiegelen hun werk.
DOS gebruikt het FAT-bestandssysteem. Een van de nadelen is de strenge beperkingen op de namen van bestanden en mappen. De naam mag maximaal acht tekens lang zijn. De extensie wordt gespecificeerd na de punt en bestaat uit maximaal drie tekens. De extensie in de bestandsnaam is optioneel en wordt voor het gemak toegevoegd, omdat de extensie u laat weten welk programma het heeft gemaakt en het type bestandsinhoud. DOS maakt geen onderscheid tussen kleine letters en hoofdletters van dezelfde naam. Naast letters en cijfers kunnen de bestandsnaam en extensie uit de volgende tekens bestaan: -, _, $, #, &, @,!,%, (,), (,), ", ^. Voorbeelden van bestanden namen in MS DOS: doom .exe, referat.doc.
Omdat DOS vrij lang geleden is gemaakt, voldoet het niet aan de vereisten voor moderne besturingssystemen. Het kan de grote hoeveelheden geheugen die in moderne computers zijn geïnstalleerd niet rechtstreeks gebruiken. In het bestandssysteem worden alleen korte bestandsnamen gebruikt, verschillende apparaten zoals geluidskaarten, videoversnellers, etc. worden slecht ondersteund.
DOS ondersteunt geen multitasking, d.w.z. het kan natuurlijk niet meerdere taken (lopende programma's) tegelijkertijd uitvoeren. DOS heeft geen enkele controle en bescherming tegen ongeautoriseerde acties van programma's en de gebruiker, wat heeft geleid tot de opkomst van een groot aantal zogenaamde virussen.
Sommige componenten van het DOS-besturingssysteem: schijfbestanden IO.SYS en MSDOS.SYS (ze kunnen anders worden genoemd, bijvoorbeeld IBMBIO.COM en IBMDOS.COM voor PC DOS) worden bij het opstarten in het RAM-geheugen geplaatst en blijven daar permanent staan. Het IO.SYS-bestand is een aanvulling op het basis I/O-systeem en MSDOS.SYS implementeert de basisdiensten op hoog niveau van het besturingssysteem.
De DOS-shell verwerkt opdrachten die door de gebruiker zijn ingevoerd. De opdrachtprocessor bevindt zich in het COMMAND.COM-schijfbestand op de schijf waarvan het besturingssysteem opstart. Sommige gebruikerscommando's, zoals type, dir of copy, worden uitgevoerd door de shell zelf. Dergelijke opdrachten worden interne of inline-opdrachten genoemd. Om andere (externe) gebruikerscommando's uit te voeren, zoekt de commandoprocessor op de schijven naar een programma met de bijbehorende naam en, als hij het vindt, laadt het in het geheugen en draagt het de controle over. Wanneer het programma is voltooid, verwijdert de opdrachtprocessor het programma uit het geheugen en geeft het een bericht weer dat het klaar is om opdrachten uit te voeren (DOS-prompt).
Externe DOS-opdrachten zijn programma's die als afzonderlijke bestanden bij het besturingssysteem worden geleverd. Deze programma's voeren onderhoudsactiviteiten uit, zoals het formatteren van diskettes (format.com), het controleren van de schijfstatus (scandisk.exe), enzovoort.
Apparaatstuurprogramma's zijn speciale programma's die het DOS I/O-systeem aanvullen en service verlenen aan nieuw of niet-standaard gebruik van bestaande apparaten. Met het DOS-stuurprogramma ramdrive.sys is het bijvoorbeeld mogelijk om met een "ramdrive" te werken, d.w.z. een stukje computergeheugen waar je net als een schijf mee kunt werken. Stuurprogramma's worden in het computergeheugen geplaatst wanneer het besturingssysteem wordt opgestart, hun namen worden gespecificeerd in een speciaal bestand CONFIG.SYS. Dit schema maakt het gemakkelijker om nieuwe apparaten toe te voegen en stelt u in staat dit te doen zonder de DOS-systeembestanden te beïnvloeden.
MICROSOFT WINDOWS
De grafische shells Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 en Widows 3.11 werden uitgevoerd onder MS DOS, dat wil zeggen dat het geen onafhankelijke besturingssystemen waren. Maar omdat er met de komst van Windows nieuwe mogelijkheden zijn ontstaan, wordt Windows geen shell genoemd, maar een omgeving. De Windows-omgeving heeft de volgende kenmerken die hem onderscheiden van andere shell-programma's:
- Multitasken. Het is mogelijk om meerdere programma's tegelijk te draaien.
- Uniforme software-interface. De interactie tussen programma's die voor Windows zijn geschreven, is zo georganiseerd dat het mogelijk is om in sommige programma's gegevens aan te maken en naar andere programma's over te dragen.
- Uniforme gebruikersinterface. Als je eenmaal hebt ontdekt hoe het ene programma dat voor Windows is geschreven, werkt, is het niet moeilijk om een ander programma te bedenken. Hoe meer opleidingen je volgt, hoe makkelijker het is om de vervolgopleiding te volgen.
- Grafische gebruikersinterface. Programma- en gegevensbestanden worden als pictogrammen op het scherm weergegeven. Bestanden worden behandeld met een muis.
- Uniforme hardware- en software-interface. De Windows-omgeving bood compatibiliteit voor een breed scala aan hardware en software. Hardwarefabrikanten gaven er niet om hoe ze moesten "raden" met welke programma's hun apparaten zouden draaien, ze wilden alleen met Windows werken, en toen liet Windows de apparaten werken. Evenzo hoefden softwarefabrikanten zich geen zorgen meer te maken over het werken met onbekende hardware. Hun taak werd teruggebracht tot het bieden van interoperabiliteit met Windows.
Het DOS-besturingssysteem met zijn grafische shells Windows 3.1 en Windows 3.11 werd vervangen door volwaardige besturingssystemen van de MS Windows-familie (eerst Windows 95, daarna Windows 98, Windows 2000, Windows XP). In tegenstelling tot Windows 3.1 en Windows 3.11 starten ze automatisch op na het aanzetten van de computer (als alleen dit systeem is geïnstalleerd).
In MS Windows wordt een wijziging van het FAT-bestandssysteem - VFAT gebruikt om bestanden op te slaan. Daarin kan de lengte van bestands- en directorynamen maximaal 256 tekens zijn.
In het Windows-besturingssysteem wordt de muis veel gebruikt bij het werken met Windows en applicaties. Meestal wordt de muis gebruikt om fragmenten van tekst of grafische objecten te selecteren, vakjes aan en uit te vinken, menuopdrachten, werkbalkknoppen te selecteren, bedieningselementen in dialoogvensters te manipuleren, documenten in vensters te "schuiven".
In Windows wordt ook de rechtermuisknop actief gebruikt. Door de muisaanwijzer op een object te plaatsen en met de rechtermuisknop te klikken, kunt u het zogenaamde "contextmenu" openen met daarin de meest voorkomende commando's die op dit object van toepassing zijn.
Snelkoppelingen bieden toegang tot een programma of document vanaf meerdere locaties zonder meerdere fysieke kopieën van het bestand te maken. Op het bureaublad kunt u niet alleen pictogrammen (pictogrammen) van applicaties en afzonderlijke documenten plaatsen, maar ook mappen. Mappen zijn een andere naam voor mappen.
Een belangrijke innovatie in Windows 95 is de taakbalk. Ondanks zijn kleine functionaliteit, maakt het het multitasking-mechanisme intuïtief en maakt het schakelen tussen applicaties veel sneller dan in eerdere versies van Windows. Extern is de taakbalk een strook, meestal onder aan het scherm, die de applicatieknoppen en de Start-knop bevat. Aan de rechterkant ervan staan meestal uren en kleine iconen van programma's die momenteel actief zijn.
Het Windows-bureaublad is ontworpen om zo gemakkelijk mogelijk te zijn voor de beginnende gebruiker, terwijl het tegelijkertijd maximale aanpassing biedt om aan de specifieke behoeften van geavanceerde gebruikers te voldoen.
LINUX BESTURINGSSYSTEEM
Linux is het besturingssysteem voor IBM-compatibele personal computers en werkstations. Het is een besturingssysteem voor meerdere gebruikers met het X Window-systeem. Het Linux-besturingssysteem ondersteunt open systeemstandaarden en internetprotocollen en is compatibel met Unix-, DOS- en MS Windows-systemen. Alle componenten van het systeem, inclusief de broncode, worden gedistribueerd met een licentie voor gratis kopiëren en installeren voor een onbeperkt aantal gebruikers.
Dit besturingssysteem is begin jaren negentig ontwikkeld door een student aan de Universiteit van Helsinki (Finland) Linus Torvald met medewerking van internetgebruikers, medewerkers van onderzoekscentra, verschillende stichtingen en universiteiten.
Als traditioneel besturingssysteem vervult Linux veel van de functies van DOS en Windows, maar het is bijzonder krachtig en flexibel. Linux stelt de snelheid, efficiëntie en flexibiliteit van Unix ter beschikking van de pc-gebruiker, terwijl hij volledig profiteert van de voordelen van pc's. Bij het werken met een muis worden alle drie de knoppen actief gebruikt, met name de middelste knop wordt gebruikt om tekstfragmenten in te voegen.
Vanuit economisch oogpunt heeft Linux nog een heel belangrijk voordeel: het is een gratis systeem. Linux wordt gedistribueerd onder de GNU General Public License onder de Free Software Foundation, waardoor het besturingssysteem voor iedereen beschikbaar is. Linux is auteursrechtelijk beschermd en valt niet in het publieke domein, maar de GNU General Public License is bijna hetzelfde als publieke distributie. Het is zo ontworpen dat Linux tegelijkertijd gratis en gestandaardiseerd blijft. Er is maar één officiële Linux-kernel.
Linux erft twee andere geweldige eigenschappen van Unix: het is multi-user en multitasking. Multitasking betekent dat het systeem meerdere taken tegelijk kan uitvoeren. Multi-user modus is een modus waarin meerdere gebruikers tegelijkertijd in het systeem kunnen werken, en elk van hen communiceert met het systeem via zijn eigen terminal. Een ander voordeel van dit besturingssysteem is de mogelijkheid om het samen met Windows op één computer te installeren.
Met Linux kunt u van elke persoonlijke machine een werkstation maken. Linux is tegenwoordig het besturingssysteem voor zakelijk, onderwijs en persoonlijk programmeren. Universiteiten over de hele wereld gebruiken Linux in hun cursussen over programmeren en het ontwerpen van besturingssystemen. Linux is onmisbaar geworden in grote bedrijfsnetwerken, maar ook voor het organiseren van internetsites en webservers.
Moderne Linux biedt de mogelijkheid om verschillende soorten grafische interfaces te gebruiken: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) en andere. In elk van deze shells krijgt de gebruiker de mogelijkheid om met meerdere desktops tegelijk te werken (terwijl er in MS Windows altijd één desktop is, die vol moet staan met vensters).
De computer biedt verschillende middelen om een probleem op te lossen, maar om deze middelen gemakkelijk beschikbaar te maken voor mensen en hun programma's, is een besturingssysteem nodig. Het verbergt complexe en onnodige details voor de gebruiker en biedt een gebruiksvriendelijke interface voor het werk. Besturingssystemen kunnen andere mogelijkheden bieden: middelen om informatie die op computerschijven is opgeslagen te beschermen; werk van meerdere gebruikers op één computer (multi-user-modus), de mogelijkheid om een computer op een netwerk aan te sluiten, evenals de combinatie van computerbronnen van verschillende machines en hun gezamenlijk gebruik (clustering).
Shatsukova L.Z. Computertechnologie... Internet leerboek.http: //www.kbsu.ru/~book
Anna Chugainova
De set apparaten die is ontworpen voor automatische of geautomatiseerde gegevensverwerking wordt genoemd computertechnologie.
Computersysteem:- dit is specifieke set apparaten en programma's die met elkaar communiceren ( hardware- en softwaresysteem), ontworpen om één werkplek te dienen. Elk onderdeel van een computersysteem (centrale processor, willekeurige toegang of extern geheugen, extern apparaat, programma, enz.) en de mogelijkheden die het biedt, worden genoemd hulpbron... De structuur van de zon kan worden weergegeven als een piramide.
Applicatiesoftware
Systeem software
Logisch apparaatbeheer
Beheer van fysieke apparaten
Hardware
Hardware fysieke apparaten (apparatuursamenstelling) omvatten die betrokken zijn bij de geautomatiseerde verwerking van gebruikersinformatie.
Beheer van fysieke apparaten uitgevoerd door programma's die interageren met hardwarestructuren.
Logisch apparaatbeheer programma's implementeren die gebruikersgericht zijn en onafhankelijk van fysieke apparaten. Op basis van dit niveau kunnen nieuwe logische bronnen worden aangemaakt. Er kunnen bijvoorbeeld meerdere logische schijven op één harde schijf worden aangemaakt, wat voor de gebruiker niet anders is dan het werken met meerdere fysieke schijven.
Systeem software Is een complex van programma's die zijn ontworpen om de werking van computers en computernetwerken te waarborgen. Een integraal onderdeel van de systeemsoftware is: programmeersystemen die dienen ter ondersteuning van de gehele technologische cyclus van softwareontwikkeling.
Applicatiesoftware Is een complex van onderling verbonden programma's voor het oplossen van problemen van een bepaalde klasse van een specifiek vakgebied.
De centrale link van het computersysteem is: een computer.
Een computer- dit is elektronisch apparaat, ontworpen om het aanmaken, opslaan, verwerken en transporteren van gegevens te automatiseren. De kern van het werk van elke moderne computer is: klok generator genereren van elektrische signalen (pulsen), waarvan de frequentie bepaalt klok frequentie... Het tijdsinterval tussen aangrenzende pulsen bepaalt de tijd van één klokcyclus van de computer (of gewoon: tact van het werk). De klokfrequentie bepaalt vrij objectief de snelheid van de computer. Als u de klokfrequentie en het aantal klokcycli kent dat nodig is om een bewerking uit te voeren, kunt u nauwkeurig de tijd bepalen om deze bewerking te voltooien. Computerbesturing komt eigenlijk neer op het regelen van de distributie van signalen tussen apparaten. Beheer kan zijn: programmatisch of interactief.
Programma controle distributie van signalen wordt automatisch uitgevoerd.
Signaaldistributie kan handmatig worden geregeld met behulp van externe bedieningselementen - knoppen, schakelaars, enz. In moderne computers extern besturing is grotendeels geautomatiseerd door het gebruik van speciale hardware-logische interfaces, waarop externe besturing en gegevensinvoerapparaten zijn aangesloten: muis, joystick, toetsenbord, enz. Zo'n besturing heet interactief .
Configuratie van het computersysteem noem de samenstelling, inclusief hardware en software, die meestal afzonderlijk worden beschouwd. Het principe van het verdelen van een computersysteem in: hardware en softwareconfiguratie is van bijzonder belang voor informatica, aangezien de oplossing voor hetzelfde probleem vaak door zowel hardware als software kan worden geboden. Het selectiecriterium is in dit geval productiviteit en efficiëntie. We mogen echter niet vergeten dat een dergelijke scheiding voorwaardelijk is, aangezien software en hardware in een computer in een onlosmakelijke verbinding en in continue interactie werken.
Hardware configuratie een computersysteem vormt een verzameling apparatuur die is aangesloten op een computer. Moderne computers en computersystemen hebben blok-modulair ontwerp(hardwareconfiguratie), die kan worden samengesteld uit kant-en-klare assemblages en blokken.
Softwareconfiguratie computersysteem wordt een reeks programma's genoemd die op een computer zijn geïnstalleerd. Programma's voor computers - het is een vorm van presentatie van gegevens en opdrachten die zijn ontworpen om specifieke resultaten te produceren. Het werk van computerprogramma's heeft een meerlagig karakter.
Op elke werkplek wordt de hardware- en softwareconfiguratie zo gemaakt dat deze het meest effectief kan worden opgelost specifiek praktische taken. Verschillende computers kunnen qua architectuur en functionaliteit vergelijkbaar zijn, maar hebben verschillende software- en hardwareconfiguraties.
Samen met hardware en software in computersystemen, beschouwen ze in sommige gevallen: informatief en wiskundig veiligheid.
Onder informatie ondersteuning begrijpen reeks programma's en vooraf getrainde gegevens om deze programma's te laten werken. In een teksteditor is het bijvoorbeeld nodig om, om de automatische spellingcontrole te laten werken, naast hardware en software, speciale sets woordenboeken te hebben die een vooraf voorbereide masterdata-array bevatten.
Wiskundige software computersysteem is set van software en informatie ondersteuning... In de regel is het "hard-coded" in ROM-chips en gebruikt in gespecialiseerde computersystemen (boordcomputers van auto's, vliegtuigen, schepen, enz.).
Computer hardware
| TOT |
de hardware van een computersysteem is een set apparaten en instrumenten die nodig zijn om specifieke soorten werk uit te voeren. Trouwens, de apparaten zijn relatief gepositioneerd centrale verwerkingseenheid(CPU) onderscheiden intern en extern apparaten. Externe apparaten zijn het meest input-output apparaten gegevens (ook wel randapparatuur apparaten) en sommige apparaten voor langdurige opslag gegevens (extern geheugen). Om het systeem te laten werken, moet de hardware op elkaar zijn afgestemd met behulp van: hardware-interfaces, zowel op fysiek als op logisch niveau. Fysiek wordt hardware op elkaar afgestemd met behulp van verschillende apparaten (mechanische en elektrische connectoren, bussen, controllers), logisch - met behulp van programma's genaamd apparaatstuurprogramma's.
Hardware-interfaces- dit is gestandaardiseerde logische apparaten zorgen voor coördinatie van het werk tussen apparaten, knooppunten en blokken van een computersysteem. Standaarden voor hardware-interfaces worden genoemd: protocollen, waarin de set van technische voorwaarden die nodig zijn voor de gecoördineerde werking van apparaten wordt bepaald. De aanwezigheid van standaardinterfaces maakt het mogelijk om gegevensoverdracht tussen apparaten te verenigen, ongeacht hun kenmerken.
In de architectuur van elk computersysteem zijn er veel hardware-interfaces, die voorwaardelijk in twee groepen kunnen worden verdeeld: opeenvolgend en parallel.
Parallelle interfaces- apparaten die worden gebruikt voor de gelijktijdige verzending van een groep bits. Het aantal bits in één bericht wordt bepaald door de breedte van de interface. Acht-bits parallelle interfaces dragen bijvoorbeeld één byte aan gegevens per cyclus over. De prestaties van parallelle interfaces worden gemeten in bytes per seconde (byte/s; KB/s; MB/s). Ze worden gebruikt waar de snelheid van gegevensoverdracht belangrijk is: voor het aansluiten van afdrukapparaten, apparaten voor het invoeren van grafische informatie, apparaten voor het opnemen van gegevens op externe media.
Seriële interfaces- eenvoudigere apparaten. Gegevensuitwisseling wordt bit voor bit opeenvolgend uitgevoerd. Hun prestaties worden gemeten in bits per seconde (bps; kbps; Mbps). Seriële interfaces worden vaak aangeduid als: asynchrone interfaces, omdat ze de werking van de zendende en ontvangende apparaten niet hoeven te synchroniseren. Vanwege het gebrek aan synchronisatie gaat de verzending van payloadgegevens gepaard met serviceberichten, dat wil zeggen dat 1-3 servicebits op één byte aan payloadgegevens kunnen vallen. Aanvankelijk was de doorvoer van seriële interfaces minder dan die van parallelle en was de efficiëntie lager. Daarom werden ze gebruikt om "langzame apparaten" aan te sluiten (de eenvoudigste afdrukapparaten van lage kwaliteit, invoer-uitvoerapparaten voor teken- en signaalinformatie, besturingssensoren, communicatieapparatuur met lage prestaties, enz.), waren geen beperkingen op de duur van de uitwisseling van gegevens. Met de ontwikkeling van technologie zijn er nu echter snelle seriële interfaces verschenen die niet onderdoen voor parallelle, en vaak zelfs overtreffen in bandbreedte.
Computerclassificatie
| MET |
Er zijn veel verschillende methoden om computers te classificeren. De meest gebruikte methoden in technische literatuur en de media zijn de volgende:
- op afspraak;
- naar specialisatieniveau;
- op standaardmaten;
- door compatibiliteit;
- door het type processor dat wordt gebruikt.
Classificatie op doel Is een van de vroegste classificatiemethoden. Volgens dit principe zijn er mainframes, minicomputer, microcomputer en persoonlijke computers (pc).
Grote computers (mainframe of supercomputers). Ze worden gebruikt in zeer grote bedrijven, banken of in sectoren van de nationale economie. Ultra-high-performance supercomputers worden gebruikt om problemen op te lossen van het defensiecomplex, kernfysica, ruimteproblemen, meteorologie en de farmacologie van seismische verkenning. Op basis van een supercomputer worden computercentra gecreëerd, waarin verschillende afdelingen (groepen) zijn opgenomen:
- een systeemprogrammeergroep die voorziet in: hardware-software interface computersysteem;
- een applicatieprogrammeergroep die voorziet in: gebruikersomgeving computersysteem;
- onderhoudsgroep;
- groep gegevensvoorbereiding;
- een informatie-ondersteuningsgroep die gegevensarchieven in de vorm aanmaakt programmabibliotheken en databanken;
- de afdeling data-uitgifte, die gegevens ontvangt van de centrale processor en deze omzet in een voor de klant handig formulier, bijvoorbeeld op printers.
Grote computers worden gekenmerkt door hoge apparatuur- en onderhoudskosten. De centrale processor van zo'n rekensysteem bestaat uit een paar rekken met apparatuur en staat in een aparte ruimte. Om de efficiëntie te verhogen, werkt de supercomputer gelijktijdig met meerdere taken en natuurlijk met meerdere gebruikers. Deze verdeling van computersysteembronnen heet tijd delen.
Minicomputer... Computers van deze groep verschillen van mainframes in kleinere afmetingen en bijgevolg lagere prestaties en kosten. Dergelijke computers worden gebruikt door grote ondernemingen, wetenschappelijke instellingen en universiteiten, waar onderwijsactiviteiten worden gecombineerd met wetenschappelijk werk. Minicomputers worden vaak gebruikt om productieprocessen aan te sturen en tegelijkertijd andere problemen op te lossen. Het kan bijvoorbeeld door economen worden gebruikt bij het uitoefenen van controle over de productiekosten, bij de boekhouding van primaire documentatie en het opstellen van regelmatige rapporten voor belastingdiensten, enz. Het werken met een minicomputer wordt ook georganiseerd met behulp van een computer centrum, hoewel niet zo talrijk als op grote computers ...
Microcomputer... Computers van deze klasse zijn beschikbaar voor veel ondernemingen. Er is geen rekencentrum nodig om een dergelijke computer te onderhouden. Het is voldoende om een klein computerlaboratorium te hebben, dat noodzakelijkerwijs hooggekwalificeerde programmeurs omvat die de kwaliteiten van systeem- en toegepaste programmeurs combineren. Microcomputers worden ook gebruikt in grote rekencentra om hulpbewerkingen uit te voeren, bijvoorbeeld bewerkingen voor voorbereidende gegevensvoorbereiding.
Persoonlijke computers (pc ). Deze klasse computers heeft de afgelopen 20 jaar een bijzonder snelle ontwikkeling doorgemaakt. Het is ontworpen om één werkplek te dienen. Ondanks hun kleine formaat en relatief lage kosten, bieden moderne pc's hoge prestaties. Veel pc-modellen presteren beter dan mainframes in de jaren zeventig, minicomputers in de jaren tachtig en microcomputers in de eerste helft van de jaren negentig. Een pc voldoet wellicht aan de behoeften van kleine bedrijven en particulieren. Vooral pc's werden na 1995 populair door de snelle ontwikkeling van internet. Op personal computers worden games, teksteditors, databases, informatiesystemen, spreadsheets, programmeersystemen, enz. het vaakst gebruikt. Pc's zijn ook een handig middel om het onderwijsproces in elke discipline te automatiseren, een middel om afstandsonderwijs (correspondentie) te organiseren en een middel om vrije tijd te organiseren ... Ze worden vaak gebruikt voor thuiswerk, wat vooral belangrijk is in omstandigheden met beperkte werkgelegenheid. Tot 2002 waren op het gebied van pc's internationale normen van kracht, die de volgende categorieën personal computers vaststelden:
- massa-pc ( Consumenten-pc);
- zakelijke pc (Office-pc);
-laptop-pc ( Mobiele pc);
- werkstation ( Werkstation-pc);
- entertainment-pc ( Amusement).
De ontwikkeling van hardware heeft geleid tot een geleidelijke vervaging van de grenzen tussen categorieën, dus de update van de standaarden is stopgezet, hoewel bij de aanschaf van een pc voor specifieke taken, deze classificatie handig is om te weten.
Indeling naar specialisatieniveau. Computers op specialisatieniveau zijn onderverdeeld in: universeel en gespecialiseerd... De configuratie (samenstelling van het computersysteem) van de universele computer kan willekeurig zijn. Zo kan bijvoorbeeld met dezelfde pc worden gewerkt met tekst, muziek, afbeeldingen, foto- en videomateriaal. Gespecialiseerde computers zijn ontworpen om een specifieke reeks taken op te lossen. Dit zijn bijvoorbeeld boordcomputers van auto's, schepen, vliegtuigen, ruimtevaartuigen. Gespecialiseerde minicomputers gericht op het werken met grafische afbeeldingen worden genoemd grafische stations... Ze worden gebruikt bij de voorbereiding van film- en videofilms, maar ook bij reclameproducten. Gespecialiseerde computers die bedrijfscomputers in één netwerk combineren, worden bestandsservers... Computers die informatie via internet verzenden, worden netwerkservers.
Classificatie op maat verwijst naar pc's. Afhankelijk van de standaardafmetingen zijn pc's onderverdeeld in: tafelblad(bureaublad), draagbaar(notitieboekje), Zak(handpalm), mobiele computerapparatuur(combineert de functies van een pocket-pc en mobiele communicatie). Tegenwoordig zijn op grote schaal gebruikt laptops.
Notitieboekje(in Engels notitieboekje- notebook, notebook-pc) - een draagbare personal computer, waarbij typische pc-componenten worden gecombineerd, waaronder een beeldscherm, een toetsenbord met een aanraakscherm, luidsprekers, een microfoon, een webcam en ook oplaadbare batterijen. Door zijn kleine formaat, gewicht, moderne accu's is de laptop erg handig in gebruik, kun je hem meenemen op de weg en werken zonder opladen van 1 tot 14 uur. 'S Werelds eerste openbaar beschikbare laptop, de Osborne-1, is gemaakt door uitvinder Adam Osborne en in 1981 op de markt gebracht. De vraag naar de eerste laptops was enorm groot, waardoor Osborne Computer Corporation het snelst groeiende bedrijf in zijn tijd was. Volgens het doel en de technische kenmerken is er de volgende classificatie van laptops: budgetlaptops, mid-range laptops, zakelijke laptops, multimedialaptops, gaminglaptops, mobiel werkstation, modelaptops, robuuste laptops, laptops met een touchscreen.
Compatibiliteitsclassificatie. Compatibiliteit hangt af van de uitwisselbaarheid van knooppunten en apparaten die zijn ontworpen voor verschillende computers, de mogelijkheid om programma's van de ene computer naar de andere over te brengen en de mogelijkheid om verschillende soorten computers met dezelfde gegevens samen te werken. Door hardwarecompatibiliteit onderscheid maken tussen de zogenaamde hardwareplatforms... Tegenwoordig zijn er twee meest voorkomende hardwareplatforms: IBM-pc en Apple Macintosh... Naast hardwarecompatibiliteit zijn er nog andere soorten compatibiliteit: software compatibiliteit, compatibiliteit van besturingssystemen, compatibiliteit op gegevensniveau.
Classificatie naar het type processor dat wordt gebruikt. Het type processor dat wordt gebruikt, is grotendeels bepalend voor de technische eigenschappen van de computer. Zelfs als computers zich op hetzelfde hardwareplatform bevinden, kunnen ze verschillen in het type processor dat wordt gebruikt.
Klassiek computermodel volgens John von Neumann
| N |
Ondanks technologische vooruitgang zijn er geen significante veranderingen geweest in de basisstructuur en werking van moderne computers. De meeste moderne computers zijn gebaseerd op algemene logische principes van het functioneren van computerapparatuur geformuleerd door de Amerikaanse wiskundige John von Neumann in 1946. Volgens von Neumann moet de architectuur van een universele computer volgens de volgende principes worden gebouwd.
Binair coderingsprincipe... Alle informatie die de computer binnenkomt, wordt weergegeven in binaire codes.
Principe van geprogrammeerde besturing... De vereiste volgorde van berekeningen wordt ondubbelzinnig gespecificeerd door het algoritme en beschreven door een reeks opdrachten die vormen programma... Elk commando definieert de code van de uit te voeren operatie en de adressen van de operanden die bij de operatie betrokken zijn. Het rekenprogramma wordt in het geheugen van de computer geplaatst, wat zorgt voor een automatische modus voor het uitvoeren van opdrachten en als resultaat een verhoging van de snelheid van de computer.
Het principe van geheugenhomogeniteit. Programma's en gegevens worden in hetzelfde geheugen opgeslagen. Daarom maakt de computer geen onderscheid tussen wat er op een bepaalde geheugenlocatie is opgeslagen: een nummer, een tekst of een commando. Informatie van verschillende typen verschilt in de manier waarop deze wordt gebruikt, maar niet in de manier waarop deze is gecodeerd. Dit maakt het mogelijk om dezelfde bewerkingen te gebruiken om getallen en commando's te verwerken, dat wil zeggen, programmacommando's worden even beschikbaar voor verwerking als getallen.
Targetingprincipe: ligt in het feit dat het hoofdgeheugen structureel uit genummerde cellen bestaat. Het celnummer definieert het adres wat is? machine-ID(naam) waarde of commando. Elke cel is op elk moment beschikbaar voor de processor. Het ophalen van de inhoud van een cel op adres vernietigt de informatie die erin is opgeslagen niet, omdat er een kopie van de inhoud wordt opgehaald.
Computers die zijn gebouwd volgens de principes van Von Neumann worden computers genoemd von Neumann architectuur... Het klassieke computermodel volgens von Neumann heeft de volgende structuur.
| Input-output apparaten |
| Geheugenapparaat |
In dit structurele diagram geven dubbele lijnen informatiestromen aan, enkele lijnen - stuursignalen.
De belangrijkste apparaten van zo'n computer: processor, geheugen (opslagapparaat), invoer-uitvoerapparaten. Alle apparaten zijn verbonden via communicatiekanalen (of bussen) waardoor informatie wordt verzonden. De processor bepaalt de generatie, prestaties van de computer: de snelheid is grotendeels afhankelijk van de processor. De processor omvat een rekenkundige logische eenheid en een besturingseenheid. Rekenkundige logische eenheid(ALU) wordt gebruikt voor gegevensverwerking, dat wil zeggen, het implementeert rekenkundige en logische bewerkingen. Besturingsapparaat:(UU) voert de functies uit van het besturen van alle computerapparaten en organiseert het proces van het uitvoeren van het programma. Naar functies geheugen(Geheugen) omvatten: het ontvangen van informatie van andere apparaten, het opslaan van informatie, het op verzoek verstrekken van informatie aan andere apparaten van de machine. Input-output apparaten zijn bedoeld voor invoer van initiële gegevens van externe apparaten in computergeheugen en uitvoer van berekeningsresultaten.
Gelijkaardige informatie.
Gebruikersomgeving hij is gebruikersomgeving(UI - Engelse gebruikersinterface) - een soort interfaces waarin de ene kant wordt vertegenwoordigd door een persoon (gebruiker), de andere - door een machine / apparaat. Het is een set van tools en methoden waarmee de gebruiker interageert met verschillende, meestal complexe, machines, apparaten en apparatuur.
Programmeerinterface:- functionaliteit die een softwarecomponent aan andere softwarecomponenten levert.
Er zijn twee soorten van deze functionaliteit te onderscheiden:
degene die wordt gebruikt om applicatieprogramma's te maken - de applicatieprogrammeerinterface (API);
degene die wordt gebruikt om systeemcomponenten te maken en die de programmeerinterface van het besturingssysteem of de systeemprogrammeerinterface (SPI) kan worden genoemd.
Hardware software koppel- dit zijn programmafuncties die de invoer/uitvoer van informatie naar externe apparaten regelen.
3. Nummersysteem. Positionele en niet-positionele nummersystemen. Baseren. Afvoer.
Nummersysteem- een symbolische methode om getallen te schrijven, waarbij getallen worden weergegeven met behulp van geschreven tekens.
Nummersysteem:
geeft representaties van een reeks getallen (gehele getallen en/of reëel);
geeft elk nummer een unieke representatie (of op zijn minst een standaard representatie);
weerspiegelt de algebraïsche en rekenkundige structuur van getallen.
In positienummersystemen hetzelfde cijferteken (cijfer) in de nummerregistratie heeft verschillende betekenissen, afhankelijk van de plaats (cijfer) waar het zich bevindt. De uitvinding van positionele nummering op basis van de lokale betekenis van getallen wordt toegeschreven aan de Sumeriërs en Babyloniërs; een dergelijke nummering werd ontwikkeld door de hindoes en had onschatbare gevolgen in de geschiedenis van de menselijke beschaving. Deze systemen omvatten het moderne decimale getalsysteem, waarvan de opkomst wordt geassocieerd met tellen op de vingers.
In niet-positionele nummersystemen de door het getal aangegeven waarde is niet afhankelijk van de positie in het getal. In dit geval kan het systeem beperkingen opleggen aan bijvoorbeeld de positie van de nummers, zodat ze in aflopende volgorde worden gerangschikt.
Ontlading (positie, plaats) is een structureel element van de representatie van getallen in positienummersystemen. Een cijfer is een "werkplek" van een cijfer in een getal. Het volgnummer van het cijfer komt overeen met het gewicht ervan - een vermenigvuldiger waarmee de waarde van het cijfer in het gegeven getalsysteem moet worden vermenigvuldigd.
De basis van het getallenstelsel het aantal cijfers en symbolen genoemd dat wordt gebruikt om een getal weer te geven. Bijvoorbeeld p = 10.
Het bepalen van de basis is heel eenvoudig, u hoeft alleen het aantal significante cijfers in het systeem opnieuw te berekenen. Indien eenvoudiger, dan is dit het getal waarmee het tweede cijfer van het getal begint. We gebruiken bijvoorbeeld de getallen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Er zijn er precies 10, daarom is de basis van ons getallenstelsel ook 10, en het getallenstelsel heet "decimale". In het bovenstaande voorbeeld worden de getallen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 gebruikt (hulpnummers 10, 100, 1000, 10000, etc. tellen niet mee). Er zijn hier ook 10 hoofdcijfers en het getallenstelsel is decimaal.
