Программное обеспечение необходимо для нормальной работы компьютера, между всеми программами компьютера есть взаимная связь, все это можно назвать программной конфигурацией. Вся работа программ в вычислительной машине подчинена определенным действиям, программы высокого уровня основываются на программах низкого уровня. Интерфейс в системном блоке связывает между собой программы разных уровней. Схематично представить структуру программного обеспечения можно в таком виде:
- Уровень базовый.
- Уровень системный.
- Уровень служебный.
- Уровень прикладной.
Базовый уровень — отвечает за правильную работу аппаратных средств, является уровнем класса низкий. Программное обеспечение данного уровня хранится в микросхемах запоминающегося устройства (ПЗУ), его задача обеспечить работу входа и выхода BIOS. В процессе эксплуатации компьютера нельзя изменять программы и данные ПЗУ, они записываются в производственных условиях.
Системный уровень – отвечает за связь программ вычислительного устройства с программами базового уровня и аппаратного обеспечения, он считается переходным уровнем. Этот уровень и его программы отвечают за эксплуатационные возможности компьютера. Когда на вычислительное устройство устанавливается новое оборудование, этот уровень должен быть обеспечен программой, которая свяжет устанавливаемое оборудование и другие программы. Программы, которые отвечают за взаимную связь с устройствами компьютера, называются драйверами.
Создание управляющей программы в ArtCAM
В данном уровне есть еще и программы другого класса, которые отвечают за связь с пользователем компьютера. С помощью этих программ пользователь может вводить информацию в компьютер, пользоваться ее. Данный класс называется средствами пользовательского интерфейса, состояние этих программ регламентируют работу компьютера.
Ядром системы вычислительной машины является совокупность программ этого уровня. Задачи, выполняемые этим ядром, и за что они отвечают, это: работа входа и выхода информации, работа памяти машины, работа файловой системы, и другие.
Служебный уровень – отвечает за настройку систем компьютера, за автоматизацию процессов. Многие программы данного уровня изначально входят в операционную систему, установленную на вычислительной машине. Существует 2 направления в развитии служебных программ, это программы для автономного применения и уже интегрированные в ОС.
Прикладной уровень — отвечает за выполнение уже определенных задач, которые могут быть развлекательного направления, для решения вопросов производства, учебными программами. Между системным уровнем программ и прикладным уровнем программ есть взаимная связь, работа вычислительной машины зависит от ОС стоящей на данном устройстве. Этот уровень подключает в себе: редакторы для текста, процессоры текстовые, системы автоматического создания проектирования, графические редакторы, браузеры, программы перевода текстов, системы которые управляют базами данных, таблицы, и многие другие программы прикладного уровня.
Создание управляющей программы в ArtCam для фрезерного ЧПУ станка
Источник: codomaza.com
Основная управляющая программа компьютера это
Современный Windows — это операционная система, управляющая работой персонального компьютера. Windows имеет удобный графический пользовательский интерфейс. В отличие от старой операционной системы DOS с текстовым интерфейсом, Windows не требует знания команд операционной системы и их точного ввода с клавиатуры. Подавляющее большинство операций по управлению работой персонального компьютера выполняются манипулятором мышь над графическими объектами Windows, либо короткими комбинациями клавиш (горячими клавишами) на клавиатуре.
Пользовательский интерфейс – это методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами компьютера.
Стартовый экран Windows представляет собой системный объект, называемый рабочим столом.
Рабочий стол — это графическая среда, на которой отображаются объекты и элементы управления Windows. На рабочем столе можно видеть значки (пиктограммы), ярлыки и панель задач (основной элемент управления). При запуске Windows на рабочем столе присутствуют, как минимум , три значка: Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина. На рабочем столе могут быть расположены и другие значки. Его можно использовать и как временное хранилище своих файлов, но по окончании работы в учебном классе они должны быть либо удалены, либо перемещены в собственные папки.
Значки являются графическим изображением объектов и позволяют управлять ими. Значок — это графическое представление объекта в свернутом виде, соответствующее папке, программе, документу, сетевому устройству или компьютеру. Значки, как правило имеют метки — надписи, которые располагаются под ними. Щелчок левой кнопкой мыши по значку позволяет выделить его, а двойной щелчок – открыть (запустить) соответствующее этому значку приложение.
Ярлык является указателем на объект. Ярлык – это специальный файл, в котором содержится ссылка на представленный им объект (информация о месте расположения объекта на жестком диске). Двойной щелчок мыши по ярлыку позволяет запустить (открыть) представляемый им объект. При его удалении сам объект не стирается, в отличие от удаления значка.
Достоинство ярлыков в том, что они обеспечивают быстрый доступ к объекту из любой папки, не расходуя на это памяти. Отличить ярлык от значка можно по маленькой стрелке в левом нижнем углу пиктограммы.
Панель задач является инструментом для переключения между открытыми папками или приложениями. В левой части панели задач расположена кнопка «Пуск»; в правой — панель индикации. На самой панели изображаются все открытые в данный момент объекты.
Кнопка «Пуск» открывает Главное меню. С его помощью можно запустить все программы, зарегистрированные в операционной системе, получить доступ ко всем средствам настройки операционной системы, к поисковой и справочной системам и другим функциям.
Центральным понятием Windows является окно. Окно – структурный и управляющий элемент пользовательского интерфейса, представляющий собой ограниченную рамкой прямоугольную область экрана, в которой может отображаться приложение, документ или сообщение.
Выше на рисунке показан рабочий стол Windows с открытым Главным меню, окном текстового процессора Word, значками и ярлыками и некоторыми свернутыми на панели задач документами.
Из других понятий Windows следует отметить понятия каталога и папки.
Каталог – поименованная группа файлов, объединенных по какому-либо признаку.
Папка – понятие, которое используется в Windows вместо понятия каталог в более ранних операционных системах. Понятие папка имеет расширенное толкование, так как наряду с обычными каталогами папки представляют и такие объекты, как Мой компьютер, Проводник, Принтер, Модем и др.
Структура окна папки
Типовое окно папки показано на рисунке.
Окно содержит следующие обязательные элементы.
- Строка заголовка — в ней написано название папки. Служит для перетаскивания окна.
- Системный значок. Открывает служебное меню, с помощью которого можно управлять размером и расположением окна.
- Кнопки управления размером: разворачивающая (восстанавливающая), сворачивающая, закрывающая.
- Строка меню (ниспадающее меню). Гарантированно предоставляет доступ ко всем командам данного окна.
- Панель инструментов. Содержит командные кнопки для выполнения наиболее часто встречающихся операций. Часто пользователь может сам настраивать эту панель размещая на ней необходимые кнопки.
- Адресная строка. В ней указан путь доступа к текущей папке. Позволяет быстро перейти к другим разделам файловой структуры.
- Рабочая область. Отображает значки объектов, хранящихся в папке, причем способом отображения можно управлять.
- Полосы прокрутки – позволяют прокручивать содержимое окна в горизонтальном или вертикальном направлении если информация не умещается в окне.
- Строка состояния. Выводит дополнительную информацию об объектах в окне.
Файловая система персонального компьютера
Файловая система обеспечивает хранение и доступ к файлам на диске. Принцип организации файловой системы — табличный. Поверхность диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром подразумевается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и равноудаленных от оси вращения.
Данные о том, в каком месте записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальной таблице размещения файлов (FAT-таблица). FAT-таблица хранится в двух экземплярах, идентичность которых контролируется операционной системой.
ОС MS-DOS, OS/2, Windows-95/NT реализуют 16-разрядные поля в FAT-таблицах. Такая система называлась FAT-16. Такая система позволяет разместить не более 65536 записей о местоположении единиц хранения данных. Наименьшей единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байтам.
Группы секторов условно объединяют в кластеры, которые являются наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера зависит от емкости диска: в Fat-16 для дисков от 1 до 2 Гбайт 1 кластер занимает 64 сектора или 32 Кбайта. Это нерационально, поскольку даже маленький файл занимает 1 кластер.
У больших файлов, занимающих несколько кластеров, в конце образуется незаполненный кластер. Поэтому потери емкости для дисков в системе FAT-16 могут быть очень велики. С дисками свыше 2,1 Гбайт FAT-16 вообще не работает.
В Windows 98 и старших версиях реализована более совершенная файловая система — FAT-32 с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов. Она обеспечивает маленький размер кластера для дисков большой емкости. Например, для диска до 8 Гбайт 1 кластер занимает 8 секторов (4 Кбайта).
Файл — это именованная последовательность байтов произвольной длины. До появления Windows-95 общепринятой схемой именования файлов была схема 8.3 (короткое имя) – 8 символов собственно имя файла, 3 символа – расширение его имени. Недостаток коротких имен — их низкая содержательность. Начиная с Windows-95 введено понятие длинного имени (до 256 символов). Оно может содержать любые символы, кроме девяти специальных: / : * ? » < >|.
Логически структура файлов организована по иерархическому принципу: папки более низких уровней вкладываются в папки более высоких уровней. Верхним уровнем вложенности является корневой каталог диска. Термины «папка» и «каталог» равнозначны. Каждому каталогу файлов на диске соответствует одноименная папка операционной системы. Однако, понятие папки несколько шире.
Так в Windows-95 существуют специальные папки, осуществляющие удобный доступ к программам, но которым не соответствует ни один каталог диска.
Атрибуты файлов — это параметры, определяющие некоторые свойства файлов. Для получения доступа к атрибутам файла, следует щелкнуть правой кнопкой мыши по его значку и выбрать меню Свойства. Основных атрибутов 4: «Только для чтения», «Скрытый», «Системный», Архивный». Атрибут «Только для чтения» предполагает, что файл не предназначен для внесения изменений.
Атрибут «Скрытый» говорит о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Атрибутом «Системный» помечаются наиболее важные файлы ОС (как правило они имеют и атрибут «Скрытый»). Атрибут «Архивный» связан с резервным копированием файлов и особого значения не имеет.
Операции с файлами и папками
Копирование и перемещение
1 способ. Разместить на рабочем столе два окна: источник и приемник копирования. Выделить в окне-источнике необходимые значки. Несколько значков выделяются при нажатой клавише Ctrl. Перетащить мышью выделенные значки в окно-приемник, указав на любой из выделенных значков.
При одновременно нажатой клавише Ctrl происходит копирование, без нее — перемещение элементов (при условии, что папки находятся на одном диске).
2 способ. Выделить копируемые элементы. Выбрать меню Правка/Копировать (Вырезать). При выборе «Вырезать» произойдет перемещение. Открыть папку-приемник.
Выбрать меню Правка/Вставить.
Удаление файлов и папок
Удаление файлов выполняется выбором элементов и нажатием клавиши Delete. При этом отмеченные элементы перемещаются в специальную папку — Корзину. При очистке корзины происходит уничтожение файлов. Существует еще операция стирания файлов, когда специальными служебными программами кластеры, в которых содержались стираемые файлы, заполняются случайными данными.
Групповые операции с файлами
Если требуется выполнить операцию копирования или удаления с большим количеством файлов одновременно, то выделять их удерживая Ctrl не очень удобно. Можно выделить целую группу подряд идущих значков, щелкнув по первому их них и при нажатой клавише Shift — по последнему. Однако, в этом случае требуется определенным образом упорядочить значки.
Для этого следует открыть папку с файлами и обратиться к меню Вид/Упорядочить значки. Существует 4 способа упорядочивания значков в папке: по имени, по типу, по размеру, по дате. Например, необходимо скопировать все файлы с расширением .txt. В этом случае следует упорядочить значки по типу, после чего все файлы типа .txt будут сгруппированы вместе и использовать клавишу Shift для их выделения. Аналогичный прием применяется для выделения «старых» файлов (упорядочение по дате), «маленьких» (упорядочение по размеру) и в других стандартных ситуациях.
Если в окне не показана полная информация о файлах (расширение, объем и дата создания), следует обратиться к меню окна папки Вид/Таблица и в окне будут выведены все характеристики файлов.
Переименование файлов и папок.
Переименование файла или папки выполняется либо через меню Переименовать, вызываемого щелчком правой кнопки мыши на соответствующем значке, либо щелчком по имени выделенного значка.
Замечание. Удаление или переименование невозможно, если указанный файл уже открыт каким-либо приложением.
Работа с буфером обмена
ОС Windows создает и обслуживает специальную область памяти, называемую буфером обмена. Буфер обмена служит для обмена данными между приложениями Windows. Описанный выше второй способ копирования предполагает использование буфера обмена.
В меню Правка для операций с буфером обмена используются пункты Копировать, Вырезать и Вставить. Первые два помещают в буфер обмена объект, последний — копирует из буфера обмена. Если объект (часть текста, рисунок и т.д.) не выделен, то первые два пункта будут не активны. Если буфер обмена пуст, то не будет активен и третий пункт.
Операции с буфером обмена выполняются очень часто, поэтому на панель инструментов окна помещаются кнопки быстрого доступа.
Самый быстрый способ работы с буфером обмена — использование комбинаций клавиш: Ctrl+C — копировать; Ctrl+X — вырезать; Ctrl + V — вставить.
Контрольные вопросы
- Что такое пользовательский интерфейс Windows?
- Перечислите основные элементы пользовательского интерфейса. Каково их назначение?
- Что представляет собой объект Windows Рабочий стол?
- Что такое панель задач? Для чего она предназначена?
- Что такое значок и каково его назначение?
- Что такое ярлык? Каково его назначение? В чем его отличие от значка?
- Какие операции с соответствующим объектом позволяют выполнять значок и ярлык? Как они выполняются?
- Что собой представляет объект Мой компьютер? Каковы его возможности?
- Каково назначение кнопки Пуск?
- Как получить доступ к Главному меню Windows? Какие возможности предоставляет Главное меню?
- Какова структура окна папки? Каково назначение элементов этого окна?
- Каково назначение файловой системы?
- Каков принцип организации файловой системы?
- Что такое таблица размещения файлов (FAT)? Для чего она предназначена? Охарактеризуйте способы реализации FAT.
- Что такое сектор?
- Что представляет собой кластер? От чего зависит его размер? Сравните 16-разрядную и 32-разрядную FAT.
- Что называется файлом?
- Как записывается короткое имя файла? Каков недостаток такой записи?
- По каким правилам записывается длинное имя файла?
- Что такое расширение имени файла? Как оно используется ОС?
- Опишите логическую структуру файла.
- Какие свойства задают атрибуты файлов? Как получить к ним доступ?
- Перечислите основные операции с файлами и папками и опишите способы их реализации.
- Что называется буфером обмена? Для чего он используется?
- Как получить доступ к буферу обмена? Какие команды меню предназначены для работы с буфером? Опишите их.
- Каков самый быстрый способ работы с буфером обмена?
Источник: www.sites.google.com
Функции управляющих программ операционной системы
Мультипрограммная работа компьютера обеспечивается с помощью управляющих программ операционной системы, которые координируют работу устройств компьютера в процессе параллельного выполнения нескольких программ. Принцип управления мультипрограммной обработкой иллюстрируется рис. 3.14.
Основной управляющей программой является супервизор. Супервизор контролирует состояние и управляет работой всех устройств компьютера: процессора П, основной памяти ОП, внешних запоминающих устройств ВЗУ и устройств ввода-вывода УВВ.
Контроль состояния устройств сводится к получению и сохранению в супервизоре следующей информации: устройство включено или выключено, исправно или неисправно, занято или свободно. Для каждого запоминающего устройства супервизор ведет таблицу, в которой отмечается местоположение (адреса) занятых и свободных участков памяти и размещение информации в пределах запоминающего устройства. Управление работой устройств сводится к закреплению устройств и освобождению устройств и областей памяти по окончании их использования программами. В момент окончания этапа процессорной обработки или операции ввода-вывода супервизор получает извещение об этом в виде сигнала прерывания, формируемого процессором или внешним устройством и после соответствующей обработки в процессоре воздействующего на супервизор. Кроме того супервизор обслуживает особые ситуации, возникающие при выполнении программ и в работе устройств: переполнение, нарушение защиты памяти, обрыв бумаги в печатающем устройстве и т. п. Информация о таких ситуациях передается в супервизор также с помощью сигналов прерывания. Через устройства ввода-вывода на супервизор воздействуют внешние сигналы: нажатие кнопки на пульте, свидетельствующее о необходимости принять информацию от оператора; нажатие кнопки о готовности устройства для дальнейшей работы и т. п.
Другой управляющей программой является планировщик, функция которого – ввод заданий и обеспечение их ресурсами с целью создания задач, подготовленных для обработки (см. рис. 3. 14). Задания J1… JР поступают в компьютер через устройства ввода-вывода и записываются в память.
Планировщик, руководствуясь некоторой стратегией планирования, выбирает первоочередные задания и начинает обеспечивать их необходимыми емкостями основной и внешней памяти и устройствами ввода-вывода. Потребность в ресурсах выявляется из задания, на основе которого должно выполняться задание, и описания данных. Запросы на требуемые ресурсы посылаются в супервизор, который удовлетворяет их по мере возможности. При обеспечении задания ресурсами планировщик заполняет информационную таблицу, в которую заносится перечень конкретных ресурсов, предоставляемых для выполнения задания. Задание, обеспеченное всеми необходимыми ресурсами, становится задачей, которая включается в смесь из М задач P1… PМ, выполняемых компьютером под управлением супервизора.
Супервизор инициирует задачу путем загрузки соответствующей программы в основную память. При освобождении процессора задача переходит в состояние счета (см. рис. 3. 14) и обрабатывается процессором до тех пор, пока не появиться необходимость во вводе-выводе информации.
Все запросы на ввод-вывод, формируемые программами, обрабатываются супервизором, который, реагируя на запрос, инициирует работу внешнего устройства, закрепленного за задачей. В период выполнения операции ввода-вывода задача находится в состоянии ожидания окончания ввода-вывода, а супервизор переключает процессор на обработку другой задачи, находящейся в состоянии ожидания счета. В момент окончания операции ввода-вывода внешнее устройство формирует сигнал прерывания, реагируя на который супервизор ставит задачу в очередь на процессорную обработку. Когда выполнение задачи заканчивается, супервизор инициирует планировщик, который начинает подготавливать к обработке очередное задание.
Чтобы отличать программы, обрабатываемые компьютером, от управляющих программ, первые называются прикладными программами. И прикладные программы, и управляющие программы реализуются на одних и тех же устройствах компьютера поочередно. Планировщик включается в работу супервизором и выполняется процессором в следующих случаях: 1) при поступлении из устройства ввода-вывода директивы на ввод задания, воспринимаемой и декодируемой супервизором; 2) по окончании обработки задачи для создания следующей задачи. Супервизор включается в работу: 1) сигналами прерывания; 2) командами прикладных программ и планировщика, посредством которых эти программы обращаются к супервизору для получения ресурсов, контролируемых супервизором, и выполнения операций ввода-вывода. Прикладные программы обрабатываются процессором в промежутки времени, когда процессор не занят выполнением управляющих программ – супервизора и планировщика.
Источник: studopedia.org