Системная (материнская) плата ПК

Это основная плата ПК, которая содержит схемные компоненты компьютера. Именно она определяет его потенциальные возможности и эффективность работы.

На ней размещаются:

· процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

· микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера;

· шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами и данными между устройствами компьютера;

· оперативная память – набор микросхем, предназначенных для временного хранения программ и данных при включенном компьютере;

· постоянное запоминающее устройство – микросхема для длительного хранения данных;

· слоты расширения – разъемы для подключения дополнительных устройств.

Форм-фактор системной платы – стандарт, определяющий размеры системной платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

19.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

В первом приближении программное обеспечение ЭВМ условно можно разделить на три категории:

- прикладное – предназначенное для решения профессиональных задач пользователя в различных сферах человеческой деятельности. Часто такие программы называют приложениями;

- инструментальное – применяется для создания новых программ для компьютера;

- системное – выполняется вместе с прикладными программами и служит для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Классификация программного обеспечения:

20.

Системное программное обеспечение — комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других программ.

Виды системного программного обеспечения: По характеру использования системное программное обеспечение делится на базовое (операционная система) и дополнительное (различные утилиты).

Операционная система (ОС) представляет собой комплекс программ, предназначенных для управления вычислительным процессом и распределения ресурсов ЭВМ между отдельными задачами.

Утилиты (Utilities) создаются для расширения функций операционной системы и условно делятся на три группы:

операционные оболочки представляют собой программы-надстройки к ОС, которые обеспечивают доступ пользователя к ресурсам ЭВМ и командам операционной системы посредством более удобного и интуитивно понятного интерфейса.(например total commander или FAR);

системные утилиты расширяют возможности операционных систем в части управления ресурсами компьютера и подключения новых периферийных устройств, проверяют работоспособность отдельных узлов и исправляют обнаруженные ошибки в процессе работы вычислительной системы. Средства диагностики обеспечивают автоматический поиск и исправление найденных ошибок в работе оборудования и программ;

сервисные утилиты – это совокупность достаточно небольших программных средств, выполняющих различные служебные операции по обработке информации. Это вспомогательные инструменты, расширяющие и дополняющие функциональные возможности операционных систем.

Базовая система ввода-вывода, или BIOS (Basic Input/Output) - отвечает за управление всеми компонентами, установленными на системной плате компьютера.

Функции BIOS:

- обеспечение взаимосвязи операционной системы с аппаратурой ЭВМ для функций ввода-вывода;

-тестирование всего установленного на системной плате оборудования, проводимое после каждого включения компьютера. BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в специальной памяти.

-выполняет загрузку ОС;

-управление потребляемой мощностью;

-управляет включением и выключением источника питания.

21.

Операционная система (ОС) представляет собой комплекс программ, предназначенных для управления вычислительным процессом и распределения ресурсов ЭВМ между отдельными задачами.

Функции ОС:

- ввод-вывод и управление данными;

- планирование и организация процесса обработки программ;

- распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

- запуск программ на выполнение;

- всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

- передача информации между различными внутренними устройствами;

- программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

- предоставляет пользователю удобный интерфейс, избавляющий его от необходимости непосредственного общения с аппаратурой компьютера.

Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними.

Исходя из выполняемых функций место ОС в структуре аппаратно-программных средств ЭВМ можно показать следующей схемой:

22.

Есть ряд понятий, которые важны для понимания общей идеи построения и функционирования ОС. К таковым можно отнести понятия процесс, поток, память, разрядность.

Процесс – программа в момент ее выполнения.

Поток – набор команд, являющихся частью программы. В простейшем случае процесс состоит из одного потока. При запуске многопоточного процесса в системе с одним процессором потоки работают поочередно. Процессор быстро переключается между потоками, создавая впечатление параллелизма работы потоков.

Управление памятью - в этом случае ОС должна сделать так, чтобы программы не мешали друг другу, и чтобы каждой из них хватало места для размещения своих команд и данных.

Поэтому важной функцией ОС является распределение памяти между процессами. Данную функцию выполняет так называемый менеджер памяти ОС.

Функции менеджера памяти ОС:

- следит за тем, какая часть памяти используется в данный момент;

- выделяет память процессам и при их завершении освобождает ресурсы;

- управляет обменом данных между ОЗУ и диском.

Разрядность операционной системы показывает, какую разрядность внутренней шины данных центрального процессора способна поддерживать операционная система. Разрядность операционной системы говорит о том, с какими программами она будет работать.

23.

По числу одновременно выполняемых задач:

- однозадачные (MS Dos);

- многозадачные, обеспечивают работу одновременно нескольких задач, между которыми можно переключаться (Windows, Unix, OS/2 и др.)

По числу одновременно работающих пользователей:

- однопользовательские (MS Dos);

- многопользовательские (Unix, Windows NT и др.).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

По принципу распределения процессорного времени:

-с невытесняющей многозадачностью (Windows 3.x);

-c вытесняющей многозадачностью,(Windows, Unix, OS/2 и др.).

При невытесняющей многозадачности активный процесс (задача) выполняется до тех пор, пока она сама, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другую готовую к выполнению задачу. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

По числу выделяемых потоков при решении задач:

- однопотоковые (Ms Dos);

- многопотоковые, когда система разбивает одну задачу на несколько потоков и выполняет их независимо друг от друга, отслеживая процесс выполнения.

По разрядности:

-16 – разрядные;

-32 – разрядные;

-64 – разрядные.

По типу аппаратуры, которой управляет ОС:

- ОС мэйнфреймов. Мэйнфрейм – большая универсальная ЭВМ — со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенная для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ. Используются в качестве мощных web-серверов, серверов для крупномасштабных электронно-комерческих сайтов и серверов для транзакций в бизнесе.

- серверные ОС. Такие ОС одновременно обслуживают несколько пользователей и позволяют им делить между собой программные и аппаратные ресурсы (Windows 2000, Unix).

- ОС для ПК (Windows, Linux);

-ОС реального времени (QNX, VxWorks). Главным параметром таких систем является время. Например, в системах управления технологическими процессами. Часто такие процессы должны удовлетворять жестким временным требованиям (например, управление сборкой машины на конвейере).

- встроенные ОС. Используются в КПК и бытовой аппаратуре.

- ОС для смарт-карт. Самые маленькие ОС работают на смарт-картах (смарт-карта - устройство размером с кредитную карту, содержащее процессор).

24.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

· процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

· программы управления вводом/выводом;

· программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

· обращаться к каталогу;

· выполнять разметку внешних носителей;

· запускать программы;

· другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск - назначения командного процессора.

25.

Устройство ввода-вывода обычно состоит из механической и электронной частей. Механический компонент находится в самом устройстве. Электронный компонент - контроллер или адаптер.

Контроллер согласовывает сигналы устройства с сигналами общей шины и осуществляет управление устройством по командам, поступающим от центрального процессора.

Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером.

Программы ввода вывода, как часть ОС организуют процесс обмена информацией между устройствами ввода-вывода и другими программами.

Функции ПО ввода-вывода:

- организует независимость программ от устройств ввода-вывода.

- обеспечивает обработку ошибок (чтения или записи).

- обеспечивает буферизацию данных.

- управление устройствами коллективного пользования (диски) и выделенного пользования.

-отвечает за синхронизацию процесса переноса данных (либо блокировки, либо прерывания).

26.

ПО ввода вывода можно разделить на четыре слоя:

· обработка прерываний,

· драйверы устройств,

· независимый от устройств слой операционной системы,

пользовательский слой программного обеспечения

Схема взаимодействия ПО ввода-вывода с аппаратурой и пользовательским ПО:

Драйвер специальная программа для управления устройствами ввода-вывода.В операционной системе только драйвер устройства знает о конкретных особенностях какого-либо устройства. Короче говоря, он должен решить, какие операции контроллера нужно выполнить и в какой последовательности.

Механизмы реализации:

-программный ввод-вывод;

-управление прерываниями;

-прямой доступ к памяти;

27.

Операционным системам приходится работать с различными потоками данных, разными аппаратными и периферийными устройствами компьютера. Организовать упорядоченное управление всеми этими объектами позволяет файловая система.

Функции файловой системы:

- создает для пользователей некоторое виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ, позволяя работать с ними не на низком уровне команд управления физическими устройствами (например, обращаться к диску с учетом особенностей его адресации), а на высоком уровне наборов и структур данных;

- скрывает от пользователя картину реального расположения информации во внешней памяти;

- обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации ЭВМ;

- обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными;

- предоставляет пользователю средства для считывания и записи информации, не затрагивающие конкретные вопросы программирования работы канала по пересылке данных, по управлению внешними устройствами и т.д.

28.

Файл - определенный участок диска, занятый информацией, имеющей собственное имя.

Файл обладает уникальным идентификатором (именем), обеспечивающим доступ к файлу. Идентификатор включает в себя собственно имя - буквенно-цифровое обозначение файла, которое может содержать специальные символы (подчеркивание, дефис, и т.д.), и расширение имени файла (отделяемое от имени файла точкой).

С файлами можно проводить различные операции, например, поиск, копирование, перемещение или удаление.

Шаблон имени файла – это специальная форма, в которой в полях имени и типа файла используются символы “*” и “?”.

Символ “*” – означает любое количество любых допустимых символов. Одна звездочка может быть использована для обозначения любого имени или типа файла.

Символ “?” – означает наличие или отсутствие одного допустимого символа. Несколько “?” может быть использовано для обозначения нескольких символов в имени или типе файлов.

Каталог представляет собой список элементов, каждый из которых описывает характеристики конкретного файла, используемые для организации доступа к этому файлу - имя файла, его тип, местоположение на диске и длину файла.

Каждый каталог рассматривается как файл, имеет собственное имя.

Виды файловых структур:

1.Одноуровневая - линейная последовательность имен файлов, используется для дисков с небольшим количеством файлов;

2.Многоуровневая - иерархическая (древовидная) структура. При такой структуре каталог верхнего уровня содержит вложенные каталоги 1уровня, которые могут содержать папки 2 уровня и т.д.

Форматирование – это процесс записи на диск специальной управляющей информации, определяющей точки начала и конца отдельных секторов диска.

После форматирования на диск будет служебная информация, разделяющая всю его поверхность на секторы. Однако наименьшая единица, которую файловая система может выделять для файлов и каталогов, обычно состоит из нескольких секторов и называется кластер .

Поэтому можно утверждать, что любой диск состоит из кластеров, каждый из которых, в свою очередь, состоит из одного или нескольких секторов.

29.

Служебные программы (утилиты) – это программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера для выполнения вспомогательных функций, т.е. расширяют функции ОС.

Такие программы делят на три группы:

- операционные оболочки – представляют собой программы надстройки к ОС, которые обеспечивают доступ пользователя к ресурсам ЭВМ и командам ОС посредствам более удобного и интуитивно понятного интерфейса. Примерами подобных программ являются Windows 3.11 и часто используемые файловые менеджеры Total Commander и FAR;

- системные утилиты – расширяют возможности операционных систем в части управления ресурсами компьютера и подключения новых периферийных устройств, проверяют работоспособность отдельных узлов и исправляют обнаруженные ошибки в процессе работы вычислительной системы.

- сервисные утилиты- совокупность программ, выполняющих различные служебные операции по обработке информации. К таковым относят, например, программы оптимизации дисков (дефрагментаторы), программы русификаторы, антивирусные программы, программы архивации.

30.

Информационная система – оптимизированная система, предназначенная для организации, хранения, пополнения, поддержки и представления пользователю информации в соответствии с его запросами.

Все инф. системы обладают общими свойствами:

-содержат в себе хранение и доступ к данным;

-содержат в себе клиентские приложения, обеспечивающие понятный интерфейс для пользователя;

-в основе любой инф. системы лежит база данных;

База данных – совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Процесс проектирования БД делят на 3 этапа:

1.Концептуальное проектирование – отражает обобщённую модель предметной области, для которой создаётся БД.

2.Логическое проектирование - описывает, как выбранные взаимосвязи будут представлены в структурах записей БД. Выбираются модели СУБД и логические структуры для описания данных.

3.Физическое проектирование – определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

31.

На концептуальном этапе предметная область представляется совокупностью информационных объектов и их взаимосвязей.

Информационный объект (ИО) – это информационное описание некоторой сущности в предметной области, представляющая совокупность логических связных св-в (реквизитов) сущности, которые отражают качественный и количественный элемент сущности.

Каждый ИО может иметь несколько экземпляров.

Экземпляр ИО образует совокупность конкретных значений реквизитов и должен однозначно определяться.

Для этого все реквизиты подразделяют на ключевые и описательные.

Ключевые реквизиты - являются уникальными св-вами, которые однозначно идентифицируют экземпляры.

Описательные реквизиты – характеризуют некоторые св-ва объекта и зависят от ключевых.

Вся совокупность реквизитов ИО должна быть нормализована:

1.ИО должен содержать уникальный идентификатор (ключевой реквизит), при этом ключи могут быть простыми (состоящими из 1 реквизита) и составными (несколько реквизитов).

2.Все реквизиты, входящие в составной ключ, должны быть взаимно независимы, т.е. между ними не должно быть функциональных связей.

3.Все описательные реквизиты должны быть также взаимно независимы.

4.Каждый описательный реквизит функционально должен полностью зависеть от ключа.

5.При составном ключе описательный реквизит должен зависеть функционально от всей совокупности реквизитов, образующих ключ.

6.Каждый описательный реквизит не должен зависеть от ключа через другой промежуточный реквизит.

Существует 3 вида связи:

1.Один к одному – когда один экземпляр первого объекта связан с единственным экземпляром другого.

2.Один ко многим – когда один экземпляр первого объекта связан с одним или более экземпляром второго объекта, но каждый экземпляр второго связан только с одним экземпляром первого.

3.Многие ко многим – когда один экземпляр первого объекта связан с одним или большим количеством экземпляром второго и каждый экземпляр второго объекта связан с одним или многими экземплярами первого.

Помимо множественности, связи могут подразделяться на безусловные и условные. В безусловной связи для участия в ней требуется каждый экземпляр объекта. В условной связи принимают участие не все экземпляры объекта. Связь может быть условной как с одной, так и с обеих сторон.

32.

Логическое проектирование – процесс создания модели, используемой в предметной области информации на основе выборной модели организации данных, но без учёта физических аспектов её реализации.

3 модели организации данных:

1.Иерархическая модель – не имеющий связи, остальные узлы связаны между собой и имеют исходный узел.

2.Сетевая модель (Сетевая структура данных – любой элемент связан с другим элементом и имеет более одного источника).

3.Реляционная модель (двумерные таблицы, связь между которыми осуществляется посредством значения одного или нескольких совпадающих полей).Каждая строка таблицы уникальна.

Наибольшее распространение у 3 модели!

Поле – это элементарная единица, логическая организация данных, которая является неделимой единицей информации.

Запись – совокупность логически связанных полей.

Виды БД:

1.Хранение на одной ЭВМ.

2.Распределённый БД: хранение и управление на нескольких ЭВМ.

33.

СУБД – программное обеспечение, с помощью которого реализуется централизованное управление хранимыми в базе данными, их использовании и поддержка в актуальном состоянии/виде.

Типы файлов:

1.DBF

2.IBX

3.PRG

4.FXP

34.

Структура команды FoxPro:

Название команды [границы][список выражений(параметров)][FOR условие][WHILE условие].

Границы действия команды:

ALL – вся Бд.

REST-все записи начиная с текущей.

NEXT n – следующие n записей начиная с текущей.

RECORD n – конкретная запись с номером n.

FOR – задаёт выполнение команды для записей которые удовлетворяют заданному условию.

WHILE – задаёт команды до тех пор пока условие истинно.

Команда создания БД:

CREATE имя.dbf

После вызова данной команды появляется специальная форма, где задаются имена полей и их тип данных:

C-символ, N – целые, F – вещественные, D- дата, L – логические.

Команды манипулирования БД:

USE _ имя БД – открытие или работа с БД.

APPEND – добавление новых записей(APPEND FROM – из других БД в текущую).

Modify structure – редактирование БД.

CHANGE – редактирование.

Browse – просмотр содержимого БД.

35.

Команды перемещения по БД:

GO TOP – переход к 1 записи.

GO BOTTOM – переход к последней записи.

GO n – переход к n записи.

SKIP n – переход к записи стоящей от текущей на n позиций.

Функции контроля положения указателя:

REC NO ([имя области в которой открыты БД]) – возвращает номер текущей записи.

RECCOUNT ([имя области]) – возвращает общее число записей с файле БД включая записи полученные на удаление.

EOF ([имя области]) – возвращает значение истина если указатель на последней записи.

BOF ([имя области]) - возвращает значение истина если указатель на первой записи.

Команды просмотра данных:

LIST, DISPLAY

Команды удаления:

DELETE – пометка на удаление.

PACK – физическое удаление.

RECALL – снять пометку.

Изменение данных в полях:

REPLACE что изменить WITH на что изменить

Команда фильтрации данных:

SET FILTER TO – скрытие ненужных данных

Поиск информации по БД:

LOCATE то что ищем

36.

Сортировка -это упорядочение записей по значениям одного из полей.

SORT ON поле1 [ключи сортировки],поле 2 … поле n TO имя новой БД

/A – по возрастанию

/D – по убыванию

Индексирование – операция упорядочивания информации по признаку. Все команды будут выполняться в соответствии с порядком индексирования.

INDEX ON условие TO имя нового индексного файла

Открытие БД с нужным индексом:

USE имя файла БД INDEX имя индексного файла

Работа с несколькими базами данных: организация связей одна запись к одной и одна запись ко многим в FOXPRO

В FoxPro можно обрабатывать сразу несколько файлов БД. Каждый файл DBF открывается в отдельной рабочей области. Переход из области в область команда: SELECT <раб. Область>

Обозначения:

1-10 область—буквами (А-J)

11-25—буквенно-цифровыми (W11-W25)

Область, в которой мы находимся в данный момент, называется активной рабочей областью.

В FoxPro допускается работа сразу с многими базами данных и при этом возможно установление разнообразных связей между ними. Указатель записей в таких связанных базах будут двигаться синхронно. База, в которой указатель движется произвольно, считается старшей, а база/базы, в которой указатель следует за указателем старшей базы, – младшей.

Возможно установление двух типов связей между записями двух сцепленных БД:

1)Связь типа одна_запись_к_одной перемещает указатель в младшей базе таким образом, что он всегда устанавливается на первую, встреченную им запись с совпадающим признаком. Остальные такие записи (если есть) остаются “не замеченными”. (комманда Set relation to… связывает указатель записей в активной рабочей области с указателями записей из других рабочих областей, имена которых указаны после слова INTO, по заданному общему полю (ключу). Когда устанавливается связь, одна из таблиц становится ведущей, а другая подчиненной. Ведущей является та, в которой мы в данный момент находимся.

2)Связь типа одна_запись_ко_многим позволяет обратиться ко всем записям младшей базы с совпадающим признаком. Оба типа связей могут быть распространены на несколько баз сразу. (SET SKIP TO [<область1> [,<область2>]..] При этом с каждой записью из старшей базы могут быть сцеплены несколько записей из младшей базы. Связь может быть установлена сразу с несколькими младшими базами.)