Что входит в программное обеспечение компьютера периферийные устройства системные программы

Современные компьютеры можно считать универсальны­ми, поскольку они применяются для автоматизации обра­ботки и обмена самой разной информацией практически во всех отраслях современной жизни. Эта универсальность до­стигается, в первую очередь, применением огромного коли­чества самого разного программного обеспечения, реализую­щего собственно операции по обработке информации.

Условно, программное обеспечение можно разделить на два крупных блока:

1. Системное программное обеспечение. Сюда относятся программы, обеспечивающие выполнение общих для всех программ технических задач, взаимодействие с аппаратурой.

• Ядро операционной системы. Функции этих программ, данных и библиотек функций — управление выполнением программ, оперативной памятью, обеспечение взаимодействия программ.
• Системные библиотеки функций. Сюда входят биб­лиотеки и программы, обеспечивающие работу с устройствами внешней памяти (файловые системы),устройств ввода/вывода (обеспечение интерфейса с пользователем) и др. В большинстве современных ОС в ядро или важные системные библиотеки также входят библиотеки для работы с сетями.
• Драйверы. Программное обеспечение, разрабатыва­емое поставщиками аппаратных средств и в опера­ционной системе управляющее нестандартными (непредусмотренными при разработке ОС) устройства­ми. Драйвер обеспечивает выполнение стандарт­ных для класса устройств функций, что позволяет разрабатывать новые, более совершенные устройст­ва и применять их без принципиальных модификаций ОС.
• Утилиты. Небольшие программы, реализующие частные технические задачи по обслуживанию компьютера: архивирование, контроль состояния устройств внешней памяти, поиск нужных файлов и пр.

2. Прикладное программное обеспечение. Сюда отно­сятся программные комплексы, обеспечивающие вы­полнение различных прикладных задач, т. е. выпол­нение фактических задач пользователей. Множество таких программ и комплексов огромно и исчерпываю­щей классификации не поддается. Среди таких комп­лексов можно выделить несколько часто используе­мых видов:

Основные периферийные устройства ПК

• Офисные пакеты. Комплексы программ, решаю­щих основные задачи делопроизводства: подготовку документов, выполнение подсчетов, презентации, ведение переписки и организацию работы и др.
• Системы управления балами данных (СУБД), справочные системы и оболочки автоматизированных информационных систем. Эти программы позволя­ют организовать ввод, хранение и работу с больши­ми объемами специализированных данных. СУБД часто являются общими компонентами, обеспечива­ющими работу большого количества специализиро­ванных комплексов.
• Программы обработки графической информации. Крупный класс программ, целью применения которых является формирование какого-либо изображения. Среди них можно упомянуть программы обработки фотоизображений, издательские комплексы, системы подготовки реалистичных трехмерных изображений и многие другие.
• Среды разработки. Программные комплексы, включающие специализированные текстовые редакторы, трансляторы, средства отладки и контроля за исполнением программ, средства разработки дополнительных элементов программ, библиотеки компонентов и многие другие средства, используемые профессиональными разработчиками системного и прикладного программного обеспечения.

Эффективная реализация тех или иных задач требует не только специализированного программного обеспечения, но и предъявляет определенные требования к применяемой ап­паратуре.

Периферийные устройства компьютера.

При этом исходят из того, что необходимые задачи дол­жны быть решены без привлечения чрезмерно дорогостоя­щей аппаратуры, возможности которой все равно не будут востребованы.

Чаще всего рассматривают следующие варианты:

Компьютеры для решения задач делопроизводства. Основным требованием к таким компьютерам является вы­сокая надёжность. Здесь не требуется высокая производите­льность, большие объемы оперативной памяти, качествен­ный вывод и ввод звука, но необходимо достаточно качест­венное (хотя и не так быстро обновляемое) изображение на мониторе, высокая надежность хранения данных, хорошая сетевая поддержка. Такие машины, как правило, комплек­туются принтерами, обеспечивающими высокое качество монохромного отпечатка при его минимальной стоимости — лазерными и светодиодными.

Домашние компьютеры. Основные (то есть в данном слу­чае требующие специального учета) задачи таких компьюте­ров связаны с подключением довольно большого количества разнообразной периферии, необходимостью запуска графи­ческих программ (игровых), т. е. применение графических акселераторов, качественное воспроизведение звука. Мони­торы таких компьютеров должны работать быстро, соответ­ствовать санитарным нормам, но не обязательно точно отра­жать оттенки. Домашние ПК не обязательно должны иметь высоконадежные крупные системы хранения данных.

Компьютеры для обработки графической информации. Такие машины, в зависимости от характера графики, дол­жны иметь большие профессиональные мониторы, профес­сиональные графические ускорители, мощные и точные сис­темы печати. Практически всем таким компьютерам требу­ются мощные процессоры и большие объемы оперативной памяти. Сходные требования, с поправкой на специфику, предъявляются и к компьютерам для обработки звука. Для таких задач существует большое количество специализиро­ванных периферийных устройств — различные принтеры, графические планшеты для художников и инженеров, сис­темы цветовой калибровки и пр.

Операционная система: понятие, основные функции. Примеры операционных систем, многообразие операци­онных систем.

С формальной точки зрения, чем меньше «посторонних» по отношению к конкретной программе действий выполняет компьютер, чем меньше дополнительных условий для ее ра­боты требуется — тем лучше. Но на практике значительная часть действий, которые необходимо выполнить программе (особенно действий по взаимодействию с аппаратурой), — типовые, являются общими для многих программ. Кроме того, если каждая программа полностью независима от ос­тальных и полностью управляет всеми ресурсами, то коор­динировать работу затруднительно, работоспособность компьютера зависит от каждой программы, а наблюдать за ситуацией может только человек.

До тех пор, пока компьютеры не имели никаких лишних ресурсов, существование каких-то вспомогательных про­грамм было невозможно. С разработкой машин второго поко­ления возникла задача сокращения простоя машины между запуском расчетных задач, поскольку появились средства ускоренного ввода программ и данных (перфокарты и перфо­ленты с автоматическими считывателями). В этот период были созданы первые координирующие исполнение програм­мы — менявшие задачи по мере их завершения.

Позднее из этих программ выросли современные опера­ционные системы: комплексы программ и данных, выпол­няющие задачи управления взаимодействием программ, ап­паратуры и пользователей между собой.

Во-первых, задачей операционных систем (ОС) является управление ресурсами: процессорным временем, оператив­ной памятью, доступом к устройствам внешней памяти.

Во-вторых, обеспечение взаимодействия программ (между собой и аппаратурой).

В-третьих, в современных операционных системах появи­лась задача обеспечения взаимодействия с пользователем (человеко-машинный интерфейс) и с другими компьютера­ми — в сетях.

Основной компонент операционной системы — ядро. Ядро — это комплекс программ, постоянно присутствующий в оперативной памяти и выполняющий задачи управления про­цессами и памятью. Помимо этого, операционная система со­держит библиотеки функций, выполняющих конкретные за­дачи. К этим библиотекам обращаются прикладные програм­мы для выполнения типовых задач. Например, как часть такой библиотеки реализуются программы управления данны­ми на внешних носителях — поддержки файловых систем.

Как правило, операционная система поставляется с набо­ром прикладных программ, которые обеспечивают выполне­ние некоторых типовых задач. Такие вспомогательные про­граммы называются утилитами.

Существует большое количество операционных систем и вариантов их исполнения. Классифицируют их по разным основаниям, наиболее популярно деление:

1) По способу управления выполняемыми процессами:

• однозадачные. В один момент времени выполняется одна задача, только по окончанию исполнения управление передается следующей (или процессору команд ОС);
• многозадачные. В оперативной памяти присутствует несколько программ, которые с точки зрения поль­зователя выполняются одновременно. На практике ОС переключается от одной программы к другой.

2) По разделению среды пользователей:

• однопользовательские. Это ОС, не предусматривающие разделение ресурсов между пользователями (т. е. не различающими пользователей);
• многопользовательские. Это ОС, имеющие в своем составе средства разграничения ресурсов между пользователями.

В настоящий момент активно используются две линии операционных систем:

1. операционные системы линии UNIX;
2. операционные системы линии Windows.

Все эти ОС являются многозадачными, многопользовате­льскими, обеспечивают взаимодействие с широким спектром аппаратуры, предусматривают расширение возможно­стей за счет разработки самых разных программ. В составе этих ОС в том или ином виде поставляются средства органи­зации графического интерфейса пользователя.

Все они имеют свои достоинства и недостатки, выбор конкретной ОС обуславливается задачами и предпочтениями пользователя.

Источник: infopedia.su

3.1.2 Конспект для ученика по теме «Программная и аппаратная организация компьютеров и компьютерных систем. Виды программного обеспечения»

Статья посвящена вопросу «Программная и аппаратная организация компьютеров и компьютерных систем. Материал статьи актуален для подготовки к ЕГЭ.

Аппаратные средства ПК

Человеком созданы специальные технические устройства, предназначенные для кодирования, обработки, передачи и хранения информации в цифровой форме (компьютер, принтер, сканер, модем и др.). Совокупность таких устройств принято называть аппаратными средствами.

Современный ПК – это совокупность двух составляющих: аппаратных средств и программного обеспечения.

Персональный компьютер

Современный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном(notebook) или карманном (handheld) варианте.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

Аппаратное обеспечение (Hardware)— это физическая часть компьютера — то, что вы можете видеть, к чему можете прикоснуться.

Структура аппаратного обеспечения компьютера

Рассмотрим структуру аппаратного обеспечения компьютера, представленную на схеме – раздаточный материал.

системный блок | монитор | устройства ввода-вывода

Устройства в составе системного блока

материнская плата | центральный процессор | оперативная память | жёсткий диск | графическая плата | звуковая плата | сетевая плата | дисковод | CD-привод | DVD-привод | TV-тюнер

Периферийные (внешние) устройства

принтер | сканер | графопостроитель (плоттер) | модем | микрофон | акустика | ИБП – источник бесперебойного питания | клавиатура | мышь | графический планшет | тачпад | вебкамера | фотокамера

Для персонального компьютера существует понятие базовой конфигурации (см. рис ). Это минимально необходимый состав компьютерной системы, при котором она будет не только корректно, но и надежно работать. В базовую конфигурацию включают четыре устройства:

Системный блок. Представляет собой металлический корпус, внутри которого размещаются самые важные рабочие блоки компьютера. Состав системного блока будем рассмотривать немного позже.

Монитор. Основное устройство для вывода данных. Монитор отображает цифровую, символьную и графическую информацию, получаемую из компьютера.

Клавиатура. Устройство для ввода данных. Клавиатура имеет более 100 клавиш для ввода букв, символов и управляющих команд. Алфавитно-цифровые клавиши расположены «как на печатной машинке» соответствующего алфавита.

Тема 2. Аппаратное и программное обеспечение ПК

Персональный компьютер — компьютер (вычислительная машина) предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросы большого количества людей.

Современные ПК характеризуются:

· возможностью для пользователя работать с ПК лично, без посредничества профессионального программиста,

· малым потреблением электрической энергии,

· удобством и комфортностью общения пользователя и ПК.

ЭВМ выполняют две основные функции:

· обработка и хранение информации

· обмен информацией с внешними объектами.

Выполнение этих функций осуществляется с помощью двух компонентов ЭВМ: программного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Под аппаратным обеспечением понимают обычно все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер или компьютерную систему. В современных компьютерах используется так называемая «открытая архитектура», т.е. состав аппаратного обеспечения компьютера можно изменить, поменяв один из модулей, или расширить, вставив дополнительный модуль.

Аппаратное обеспечение современных ПК включает в себя следующее:

· устройства ввода информации в ПК (например, клавиатура),

· устройства вывода информации из ПК (например, монитор).

Системный блок, клавиатура и монитор вместе составляют персональный компьютер в минимальной конфигурации, т.е. позволяют работать с информацией на компьютере

Корпуса системных блоков бывают нескольких типов: вертикальный (tower), горизонтальный (desktop), моноблок (системный блок и монитор в одном корпусе). Существуют переносные компьютеры типа Notebook (ноутбук), предназначенные для работы от автономной батареи.

Внутри системного блока располагаются:

· материнская (системная) плата

· накопитель гибких дисков (устарев).

· привод CD–ROM, DVD-ROM, DVD-RW;

Также в состав компьютерных систем входят и внешние устройства, называемые периферийными.

Периферийными называют все устройства компьютера, расположенные вне материнской платы. Часть устройств хоть и расположены вне материнской платы, но также как и материнская плата находятся в системном блоке: винчестер, дисководы, CD–ROM, звуковая карта, сетевая карта и некоторые др.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

· устройства ввода данных; в устройства вывода данных;

· устройства хранения данных;

· устройства обмена данными.

Теперь рассмотрим отдельные элементы более подробно.

Материнская плата — печатная плата, на которой монтируется чипсет и прочие компоненты компьютерной системы.

На материнской плате кроме чипсета располагаются разъёмы для подключения центрального процессора, графической платы, звуковой платы, жёстких дисков, оперативной памяти и других дополнительных периферийных устройств.

Все основные электронные схемы компьютера и необходимые дополнительные устройства включаются в материнскую плату, или подключаются к ней с помощью слотов расширения.

Центральный процессор – это «мозг» любого компьютера. Процессор производит все вычисления (арифметические и логические операции), взаимодействует с памятью и осуществляет управление всеми компонентами ПК. Таким образом, процессор включает в себя следующие части:

· арифметико-логическое устройство (АЛУ),

· устройство управления (УУ).

· внутренние регистры – ячейки памяти внутри кристалла процессора, предназначенные для хранения промежуточной информации.

Важнейшими характеристиками процессора, определяющими его производительность (количество операций в единицу времени) являются: тактовая частота, разрядность, объем адресуемой памяти.

Тактовая частота определяет скорость выполнения операций в процессоре. При повышении тактовой частоты увеличивается производительность процессора. Современные процессоры имеют тактовые частоты 400-4000 МГц и более.

Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в процессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать процессор в единицу времени. Разрядность современных процессоров – 32 и 64 бит.

Объем адресуемой памяти (адресное пространство)– максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано процессором.

Мультипроцессор — это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. Он запускает одну копию ОС с одним набором таблиц, в том числе теми, которые следят какие страницы памяти свободны. Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах).

Внутренняя память – это память, расположенная на материнской плате. Внутреннюю память составляют два устройства: ОЗУ и ПЗУ.

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) предназначено для хранения текущих программ и текущей информации, т.е. программ и информации, с которыми в данный момент работает пользователь. В англоязычной литературе ОЗУ называют RAM (random access memory – память случайного доступа).

Основными характеристиками ОЗУ являются: объем и время доступа.

Объем ОЗУ (ед. измерения – Мбайт) – это общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может хранится либо «1» либо «0». Ячейки в кристаллах памяти объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок таким образом можно записать байт информации. От объема ОЗУ во многом зависит скорость работы компьютера: чем больше объем ОЗУ, тем быстрее работает компьютер.

Время доступа – время, за которое процессор может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.

ОЗУ является энергозависимой памятью, т.е. при отключении питания оно «забывает» всю записанную в него информацию.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – хранит программу первоначальной загрузки компьютера, информацию о системной плате и расположенных на ней устройствах, информацию о подключенных устройствах внешней памяти, текущее время др.

Внешняя (периферийная) память – это память, расположенная вне материнской платы. На устройствах внешней памяти хранятся тексты программ, документы и другая информация. Эту память часто называют долговременной. Если необходимо работать с какой-то программой, то она сначала копируется с устройств внешней памяти в оперативную память и затем запускается. Наиболее часто внешняя память ПК представлена накопителями на гибких магнитных дисках и накопителями на жестких дисках.

Накопитель на жёстких магнитных дисках, жёсткий диск, винчестер — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

Графическая плата или видеокарта — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём для видеокарт на материнской плате, но бывает и встроенной, иначе говоря, интегрированной.

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера.

Звуковая плата или звуковая карта — позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Сетевая плата или сетевая карта — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Периферийные устройства для ввода информации в компьютер.

Клавиатура – устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных и команд в ПК. Клавиатура снабжена специальным кабелем, посредством которого она подключается к специальному разъему на системном блоке.