Почему компьютеры с разным оборудованием могут запускать одинаковое программное обеспечение
Частью программного обеспечения, наиболее тесно взаимодействующей с аппаратной частью компьютера, является системное программное обеспечение и, прежде всего операционная система.
Операционная система играет роль посредника между пользователем, программами и оборудованием компьютера. Она обеспечивает возможность запуска программ, поддерживает работоспособность устройств, предоставляет средства проверки и настройки различных компонентов. Чем гибче и многофункциональнее операционная система, тем больше возможностей она предоставляет, тем удобнее работать с компьютером.
Операционная система (ОС) – это комплекс (набор) программ, который обеспечивает взаимодействие всех устройств ЭВМ и позволяет пользователю осуществлять общее управление ЭВМ.
Главное назначение ОС – управление ресурсами, а главные ресурсы, которыми она управляет, – это аппаратура компьютера. ОС управляет вычислительным процессом и информационным обменом между процессором, памятью, внешними устройствами.
Поскольку все устройства компьютера работают одновременно, ОС обеспечивает разделение ресурсов, предотвращая тем самым опасность возникновения конфликтных ситуаций между компонентами вычислительной системы, способных привести к сбою в работе, потере или искажении информации.
ОС реализует много различных функций, в том числе:
- создает рабочую среду и поддерживает пользовательский интерфейс;
- обеспечивает выполнение команд пользователя и программных инструкций;
- управляет аппаратными средствами компьютера;
- обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между программами;
- планирует доступ пользователей к общим ресурсам;
- обеспечивает выполнение операций ввода–вывода, хранения информации и управление файловой системой;
- осуществляет восстановление информации в случае аппаратных сбоев и программных ошибок.
Развитие операционных систем всегда следовало за развитием аппаратуры.
Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.
Операционную систему составляют:
- набор утилит, необходимых для эксплуатации операционной системы.
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера - на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
- осуществление диалога с пользователем;
- 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, принтера и др.).
Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.
Требования к современным операционным системам:
- совместимость – ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
- переносимость – обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
- надежность и отказоустойчивость – предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев отказов;
- безопасность – ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
- расширяемость – ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
- производительность – система должна обладать достаточным быстродействием.
Классификация ОС
По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС:
- однозадачные (MS DOS, ранние версии PS DOS);
Многозадачность бывает:
- невытесняющая (Net Ware, Windows 95/98), когда активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса;
- вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX) - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.
По числу одновременно работающих пользователей ОС делят:
- однопользовательские (MS DOS, Windows 3х, ранние версии OS/2)
- многопользовательские (UNIX, Windows 2000, NT, XP, Vista). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.
В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows.
Различают четыре основных класса операционных систем:
1. Однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;
2. Однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;
3. Однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;
4. Многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.
Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:
- программы управления вводом/выводом;
- программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;
- процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.
Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:
- обращаться к каталогу;
- выполнять разметку внешних носителей;
Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.
Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.
Операционная система: назначение и состав
На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Windows 9х/МЕ, свободно распространяемая операционная система Linux. На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS. На рабочих станциях и серверах наибольшее распространение получили операционные системы Windows NT/2000/XP и UNIX.
Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.
Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.
Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная программа - командный процессор, - которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.
Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить.
Драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается.
В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.
Технология "Plug and Play" (подключи и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование. В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.
Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.
Графический интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.
Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.
Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
Лекция 11Система BIOS
Пользователи зачастую не видят разницы между программной и аппаратной частями компьютера. Это можно объяснить высокой степенью интеграции компонентов системы. Точное представление о различиях между компонентами компьютера служит ключом к пониманию роли BIOS .
BIOS — это термин, который используется для описания базовой системы ввода-вывода . По существу, BIOS представляет собой “промежуточный слой” между программной и аппаратной частями системы. Большинство пользователей под BIOS подразумевают драйверы устройств . Кроме системной, существует еще BIOS адаптеров, которые загружаются при запуске системы.
Итак, базовая система ввода-вывода — это комбинация всех типов BIOS , а также загружаемые драйверы устройств. Часть BIOS , содержащаяся в микросхеме на системной плате или платах адаптеров, называется firmware (именно из-за наличия этих микросхем пользователи чаще всего относят BIOS к аппаратной части компьютера).
Стандартная PC -совместимая система состоит из нескольких слоев, которые связаны между собой (рис. 5.1).
На этом рисунке показаны два различных компьютера, в которых используется уникальная BIOS в качестве интерфейса между аппаратным обеспечением и операционной системой и ее приложениями. Таким образом, на этих компьютерах может быть установлено разное оборудование (процессоры, жесткие диски, мониторы и др.), на котором можно запускать одинаковое программное обеспечение. Связь между приложениями и операционной системой осуществляется с помощью соответствующего API ( Application Programming Interface ). Этот интерфейс определяет, например, как выполняется запись и считывание данных на диск, печать и другие функции. Поскольку приложение не зависит от
Рис. 4.1. Условное разделение PC -совместимой системы на несколько слоев
установленного аппаратного обеспечения, то все его вызовы обрабатывает операционная система, которая уже содержит информацию об установленном оборудовании. Операционная система, в свою очередь, через BIOS обращается непосредственно к аппаратному обеспечению. Эта связь реализована в виде драйверов устройств. Причем в каждой операционной системе — DOS , Windows 9 x , Windows NT , Windows 2000, OS/2, Linux или другой — для одного и того же устройства необходимы свои драйверы. Как видно из рис. 4.1, приложения и операционная система идентичны в большинстве компью теров, а BIOS “подстраивается” под определенное аппаратное обеспечение и, независимо от установленного оборудования, обеспечивает стандартный интерфейс для операционной системы. В этой главе речь пойдет об описываемом “слое” — базовой системе ввода-вывода, или BIOS .
Аппаратная и программная части BIOS
Как уже упоминалось, BIOS представляет собой интерфейс между аппаратным обеспечением и операционной системой. BIOS не похожа на стандартное программное обеспечение, поскольку находится в микросхемах, установленных на системной плате или платах адаптеров.
BIOS в PC -совместимой системе либо находится в микросхеме системной платы или в микросхеме плат адаптеров, например в видеоадаптере, либо загружается с диска (драйверы).
Системная BIOS содержит драйверы основных компонентов (клавиатуры, дисковода, жесткого диска, последовательного и параллельных портов и т.д.), необходимые для начального запуска компьютера. По мере появления новых устройств (видеоадаптеров, накопителей CD - ROM , жестких дисков с интерфейсом SCSI и т.д.) их процедуры инициализации не добавлялись в системную BIOS . Острая необходимость в таких устройствах при запуске компьютера отсутствует, поэтому нужные драйверы загружаются с диска во время запуска операционной системы. Это относится к звуковым адаптерам, сканерам, принтерам, устройствам PC Card ( PCMCIA ) и т.д.
В то же время существует целый ряд драйверов, которые должны быть активизированы во время начальной загрузки. Например, можно ли загрузиться с жесткого диска, если драйверы, требующиеся для выполнения этой операции, должны быть загружены непосредственно с этого диска? Очевидно, что необходимые драйверы должны быть предварительно загружены в ПЗУ ( read - only memory — ROM ) системной платы или платы адаптера.
Однако некоторые устройства необходимы при запуске компьютера. Например, для отображения информации на экране монитора требуется активизировать видеоадаптер, но его поддержка не встроена в системную BIOS . Кроме того, существует огромное количество видеоадаптеров, и поместить все их драйверы в системную BIOS невозможно. В таких случаях необходимые драйверы помещаются в микросхему BIOS на плате этого устройства. А системная BIOS при загрузке ищет BIOS видеоадаптера и загружает ее до запуска операционной системы.
Такое расположение BIOS предотвращает необходимость постоянной модернизации системной BIOS при появлении новых моделей устройств, особенно используемых при начальной загрузке компьютера. Собственная BIOS , как правило, устанавливается на следующих платах:
■ видеоадаптеры — всегда имеют собственную микросхему BIOS ;
■ SCSI -адаптеры — обратите внимание, что эта BIOS не поддерживает все SCSI -устройства, т.е. с диска необходимо загружать дополнительные драйверы для накопителей CD - ROM , сканеров, устройств Zip и прочих с интерфейсом SCSI ;
■ сетевые адаптеры — для начальной инициализации устройства либо нормального функционирования в бездисковых рабочих станциях или терминалах;
■ платы обновления IDE или дисковода — для поддержки функции загрузочного устройства при запуске системы;
■ платы для решения проблемы Y 2 K — в них содержится корректная процедура перехода в новое тысячелетие.
Системная BIOS
Во всех системных платах есть микросхема, в которой записано программное обеспечение, называемое BIOS или ROMBIOS . Эта микросхема содержит стартовые программы и драйверы, необходимые для запуска системы и функционирования основного аппаратного обеспечения. В ней также содержится процедура POST (самотестирование при включении питания) и данные системной конфигурации. Все эти параметры записаны в CMOS -память, которая питается от батарейки, установленной на системной плате. Эту CMOS -память часто называют NVRAM ( Non - Volatile RAM ).
Таким образом, BIOS представляет собой комплект программ, хранящихся в одной или нескольких микросхемах. Эти программы выполняются при запуске компьютера до загрузки операционной системы. BIOS в большинстве PC -совместимых компьютеров выполняет четыре основные функции.
■ POST — самотестирование при включении питания процессора, памяти, набора микросхем системной логики, видеоадаптера, контроллеров диска, дисковода, клавиатуры и других жизненно важных компонентов системы.
■ Программа установки параметров BIOS ( Setup BIOS ) — конфигурирование параметров системы. Эта программа запускается при нажатии определенной клавиши (или комбинации клавиш) во время выполнения процедуры POST . В старых компьютерах на базе процессоров 286 и 386 для запуска этой программы необходима специальная дискета.
■ Загрузчик операционной системы — подпрограмма, выполняющая поиск действующего основного загрузочного сектора на дисковых устройствах. При обнаружении сектора, соответствующего определенному минимальному критерию (его сигнатура должна заканчиваться байтами 55 AAh ), выполняется код начальной загрузки. Эта программа загружает загрузочный сектор операционной системы, который, в свою очередь, загружает файлы ядра операционной системы.
■ BIOS — набор драйверов, предназначенных для взаимодействия операционной системы и аппаратного обеспечения при загрузке системы. При запуске DOS или Windows в режиме защиты от сбоев используются драйверы устройств только из BIOS .
Пользователи зачастую не видят разницы между программной и аппаратной частями компьютера. Это можно объяснить высокой степенью интеграции компонентов инфраструктуры. Точное представление различия между компонентами компьютера дает ключ к пониманию роли BIOS.
Термин BIOS используется для описания базовой инфраструктуры ввода-вывода. По существу, BIOS представляет собой «промежуточный слой» между программной и аппаратной частями инфраструктуры. Большинство пользователей подразумевают под BIOS драйверы устройств. Кроме системной, существует еще BIOS адаптеров, которые загружаются при запуске инфраструктуры.
Итак, базовая система ввода-вывода — это комбинация всех типов BIOS, а также загружаемые драйверы устройств. Часть BIOS, содержащаяся в микросхеме на системной плате или платах адаптеров, называется firm ware, (именно из-за наличия этих микросхем пользователи чаще всего относят BIOS к аппаратной части компьютера).
Стандартная PC-совместимая система состоит из нескольких слоев, которые связаны между собой (рис. 5.1).
На этом рисунке отображены два различных компьютера, в которых используется уникальная BIOS в качестве интерфейса между аппаратным обеспечением и операционной системой и ее приложениями. Таким образом, на этих компьютерах может быть установлено разное оборудование (процессоры, жесткие диски, мониторы и др.), на котором можно запускать одинаковое программное обеспечение.
Связь между приложениями и операционной системой осуществляется с помощью соответствующего API (Application Programming Interface). Этот интерфейс определяет, к примеру, как выполняется запись и считывание данных на диск, печать и другие функции. Поскольку приложение не зависит от установленного аппаратного обеспечения, все его вызовы обрабатывает операционная система, которая уже содержит информацию об установленном оборудовании.
Операционная система, в свою очередь, через BIOS обращается непосредственно к аппаратному обеспечению. Эта связь реализована в виде драйверов устройств. Как правило, выпуском драйверов для аппаратного обеспечения занимаются его производите—
Рис. 5.1. Условное сайтение PC-совместимой инфраструктуры на несколько слоев
ли. Поскольку драйверы обеспечивают взаимодействие между аппаратным устройством и операционной системой, они, как правило, предназначены для определенной инфраструктуры. Таким образом, производителям приходится создавать драйверы для таких операционных систем, как DOS, Windows 9x/NT/2000/XP, OS/2, Linux и др. Тем не менее многие операционные инфраструктуры имеют одинаковый внутренний интерфейс, некоторые драйверы подходят для нескольких операционных систем. к примеру, драйвер для Windows Me зачастую пригодится в Windows 98/95, а драйвер для Windows можно использовать в Windows 2000/NT.
Системная BIOS остается неизменной для операционной инфраструктуры, независимо от аппаратного обеспечения, а операционная система может работать на самых разных компьютерах. к примеру, если установить Windows ХР на компьютерах с разными процессорами, жесткими дисками, видеоадаптерами и т. д., принцип работы Windows ХР останется неизменным, поскольку драйвер выполняет свои базовые функции вне зависимости от аппаратных компонентов.
Как видно из рис. 5.1, приложения и операционная система идентичны в большинстве компьютеров, a BIOS «подстраивается» под определенные аппаратные компоненты и, независимо от установленного оборудования, обеспечивает стандартный интерфейс для операционной инфраструктуры. В этой главе речь пойдет об описываемом «слое» — базовой системе ввода-вывода, или BIOS.
Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.
Задачи, решаемые с помощью ЭВМ, могут быть классифицированы по различным признакам: по типу информации, обрабатываемой при их решении, по используемым методам решения задач, по сложности алгоритмов их решения, по типам предметных областей, характеру самих задач и т.д.
Задачи обработки – задачи на нахождение и задачи на доказательство. Признак классификации – конечная цель решения задачи. Цель задачи на нахождение – нахождение (построение, проведение, получение, отождествление и т.д.) некоторого объекта, т.е. неизвестного данной задачи. Цель задачи на доказательство – установление правильности или ложности некоторого утверждения, подтверждения его или опровержения.
Среди задач на нахождение могут быть выделены:
· задачи на вычисление (вычислительные задачи);
· задачи на поиск;
· задачи на построение.
Вычислительные задачи связаны с вычислением в традиционном (арифметическом) смысле этого слова неизвестного значения информационного объекта (переменной, функции и т.д.). Основными элементарными операциями, выполняемыми при решении таких задач, являются арифметические операции сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень и т.д.
В постановке вычислительной задачи выделяют три обязательных элемента: условие задачи, известные данные (исходные данные) и неизвестное (неизвестные). Условие задачи представляет собой явно или неявно выраженное соотношение между данными и неизвестными задачи.
Задачи поиска аналогичны задачам поиска информации человеком в справочниках, словарях, учебниках и т.д. Основная операция, выполняемая при решении таких задач – это операция сравнения с заданным образцом (ключом).
Задачи на построение связаны с формированием соответствующих информационных структур: генерацией текстов, построением графических изображений и т.д. Типичной задачей на построение, решаемой на ЭВМ, является трансляция программы с одного языка программирования на другой, когда текст, написанный на одном языке программирования, переводится в текст на другом, как правило, машинном языке.
По типу обрабатываемой информации:
· задачи обработки числовой информации (вычислительный характер, связаны с количественной обработкой информации, основные действия – математические операции с числами, большинство таких задач относятся к вычислительным, разновидность задач на нахождение)
· задачи обработки нечисловой информации (информация в виде текста – символьная, графики, изображения, сигналы).
По методам решения задачи подразделяют на два типа:
· задачи, решаемые традиционными (алгоритмическими) методами (в основе понятие алгоритма);
· задачи, решаемые нетрадиционными (эвристическими) методами (эвристики – индивидуальные знания высококвалифицированных специалистов, состоящие в значительной степени из эмпирических правил).
По сложности алгоритмов:
· самые легкие задачи (ВФС полиномиального характера, полиномиальной является функция y, в которую аргумент x входит в качестве основания степени);
· трудноразрешимые задачи (ВФС экспоненциального характера, с функциями, в которых аргумент выступает в роли показателя степени);
· самые трудные задачи.
Эффективность в широком смысле связана со всеми вычислительными ресурсами, необходимыми для выполнения алгоритма.
По степени общности рассмотрения проблемы:
Массовая – это некоторый общий вопрос, на который следует дать ответ. Имеет параметры – совокупность свободных переменных, конкретные значения которых не определены. Считается, что задача определена, если известен список всех ее параметров и дана формулировка тех свойств, которым должен удовлетворить ответ - решение задачи.
Индивидуальная задача получается из массовой, если всем параметрам последней назначить конкретные значения. Хорошим считается такой алгоритм решения индивидуальной задачи, по которому можно решить и соответствующую массовую задачу. Алгоритм решает массовую задачу, если он применим к каждой индивидуальной задаче, получаемой из данной массовой.
По областям и отраслям деятельности человека (наука и техника, экономика и сельское хозяйство, сфера управления и обслуживания и т.д.)
По предметным областям с учетом их направленности. Исходя из этого, все задачи, решаемые на ЭВМ, могут быть разбиты на два вида: прикладные и системные.
Классификация ПО ЭВМ по функциональному критерию
По функциональному признаку различают системное и прикладное программное обеспечение.
1. прикладные программы, ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области (приложения). Это ПО, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;
2. системные программы – программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.):
· управление ресурсами компьютера;
· создание копий используемой информации;
· проверка работоспособности устройств компьютера;
· выдача справочной информации о компьютере и др.;
3. инструментальные программные системы, программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.
На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определённо сложились следующие группы программного обеспечения:
· операционные системы и оболочки;
· системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);
· интегрированные пакеты программ;
· динамические электронные таблицы;
· системы машинной графики;
· системы управления базами данных (СУБД);
· прикладное программное обеспечение.
Совместимость аппаратного и программного обеспечения средств ВТ
Совместимость (compatibility) — способность аппаратных или программных средств работать с компьютерной системой. Аппаратная (техническая) совместимость (hardware (equipment) compatibility) — способность одного компьютера работать с узлами или устройствами, входящими в состав другого компьютера. Составной частью аппаратной совместимости является электромагнитная совместимость (ЭМС) (ElectroMagnetic Compatibility, EMC) — способность работающих (в том числе, автономно друг от друга) технических средств не создавать взаимных электромагнитных помех, а также функционировать при наличии внешних электромагнитных полей. Также ЭМС называют ограничение собственного электромагнитного излучения устройств до уровня, не влияющего на работу других устройств.
Информационная совместимость (data compatibility) — способность двух или более компьютеров, или систем адекватно воспринимать одинаково представленные данные. Частью информационной совместимости, а также средством ее обеспечения является совместимость форматов представления данных. Программная совместимость (software compatibility) — возможность выполнения одних и тех же программ на разных компьютерах с получением одинаковых результатов (не путать с совместимостью программ).
Совместимость программ (program compatibility) — пригодность программ к взаимодействию друг с другом и, в частности, к объединению в программные комплексы для решения более сложных задач, например, в автоматизированных системах. Полная совместимость (fully compatibility) — аппаратная, программная и информационная совместимость двух или более компьютеров без каких-либо ограничений для их пользователей.
По аппаратной совместимости различают так называемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы — IBM РС и Аррlе Macintosh. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничивается отдельными регионами или отдельными отраслями. Принадлежность компьютеров к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам — понижает.
Кроме аппаратной совместимости существуют и другие виды совместимости: совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.
Аппаратная совместимость: а) комплектующие, удовлетворяющие одному стандарту, являются взаимозаменяемыми; б) различные части компьютера не конфликтуют между собой.
Программная совместимость: программы, разработанные на одной машине, будут правильно работать и на другой. Для проверки программной совместимости в начале 90 годов рекомендовалось использование компьютерных игр, например, DOOM.
Понятие «аппаратная платформа» связано с решением фирмы IBM о выработке и утверждении единого стандарта на основные комплектующие персонального компьютера. До этого времени фирмы-производители ПК стремились создать собственные, уникальные устройства, чтобы стать монополистом по сборке и обслуживанию собственных персональных компьютеров. Однако в итоге рынок был перенасыщен несовместимыми друг с другом ПК, для каждого из которых нужно было создавать собственное программное обеспечение. При этом фирма IBM быстро лишилась приоритета на рынке средств вычислительной техники, так как конкуренты производили клоны дешевле оригинального IBM PC. Но стандарт прижился как платформа IBM PC – совместимых ПК.
В связи с тем, что в настоящее время фирма IBM – создатель первого в мире массового персонального компьютера – утратила свой приоритет в выпуске ПК, на Западе все реже употребляют термин «IBM-совместимые компьютеры», а используют понятие «платформа Wintel», подразумевая под этим сочетание микропроцессора фирмы Intel с операционной системой Windows. Микропроцессор при этом рассматривается как основа аппаратной платформы, которая определяет архитектуру персонального компьютера, т. е. его тип и характеристики.
Однако термин Wintel не совсем точно определяет понятие платформы, так как открытая архитектура современных IBM-совместимых персональных компьютеров позволяет собирать их из комплектующих, изготавливаемых различными фирмами-производителями, включая и микропроцессоры, которые в настоящее время выпускаются не только фирмой Intel, но и Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix Corp. и др. Кроме того, IBM-совместимые ПК могут работать не только под управлением операционной системы Windows, но и под управлением других операционных систем.
Кроме платформы IBM-совместимых ПК в настоящее время достаточно широкое распространение получила платформа Apple, представленная довольно популярными на Западе компьютерами Macintosh. Специалисты по компьютерной истории отдают приоритет в создании ПК именно компании Apple. С середины 70-х г. эта фирма представила несколько десятков моделей ПК - начиная с Apple I и заканчивая современным iMac, - и уверенно противостояла мощной корпорации IBM. В середине 80-х гг. компьютеры серии Macintosh стали самыми популярными ПК в мире. В отличие от IBM, компания Apple всегда делала ставку на закрытую архитектуру - комплектующие и программы для этих компьютеров выпускались лишь небольшим числом «авторизированных» производителей. За счет этого компьютеры Macintosh всегда стоили несколько дороже своих IBM-совместимых ПК, что компенсировалось их высокой надежностью и удобством. Именно на компьютерах Apple впервые появились многие новинки, со временем ставшие неотъемлемой частью персонального компьютера: графический интерфейс и мышь, звуковая подсистема и компьютерное видео и т. д. Кроме того, и интерфейс самой Windows был частично скопирован с одной из ранних операционных систем Apple, созданной для компьютера Lisa.
Работа с графикой и сегодня остается основной областью функционирования персональных компьютеров Apple. Поэтому ПК Macintosh по-прежнему незаменимы в таких областях, как издательское дело, подготовка и дизайн полноцветных иллюстраций, аудио- и видеообработка. В этом качестве компьютеры Apple используются сейчас в России (в США новые модели Apple используются и в качестве домашних ПК). Сегодня на рынке средств вычислительной техники представлено несколько основных платформ персональных компьютеров, каждая из которых отличается как по назначению, так и по типу аппаратного и программного обеспечения. Как правило, различные платформы компьютеров несовместимы между собой. Проблема совместимости компьютерных платформ возникла практически одновременно с появлением самих персональных компьютеров. По тем или иным причинам каждый производитель делал свою продукцию оригинальной настолько, что более никто не мог обменяться с ней информацией. В какой-то степени эта конкурентная борьба продолжается и в настоящее время, однако понимание того, что в погоне за клиентом основополагающим фактором должна стать универсальность, пришло к производителям компьютерных систем уже очень давно существует два основных варианта решения проблемы совместимости компьютерных платформ:
Аппаратные решения – это специальные платы, несущие на себе дополнительные процессор, оперативную память и видеопамять другой аппаратной платформы. Фактически они представляют собой отдельный компьютер, вставленный в существующий ПК. Его, как и обычный компьютер, можно оснастить любой операционной системой по выбору пользователя и соответствующим программным обеспечением. При этом можно легко переключаться между двумя операционными системами, обмениваться между ними файлами и выполнять другие операции, причем производительность обеих систем остается высокой, и они не влияют друг на друга, так как практически не имеют разделяемых ресурсов, кроме мыши, клавиатуры и монитора. Основным недостатком таких плат является их высокая стоимость, хотя и несколько меньшая, чем отдельного ПК.
Программные решения – это специально написанные программы-эмуляторы, позволяющие запустить программное обеспечение, разработанное для персональных компьютеров одного типа, на другом ПК. Эмулятор –специальная программа, выполняющая каждую команду исходной программы посредством одной или нескольких команд ПК, на котором происходит эмуляция.
В этом руководстве объясняется что такое BIOS, – то есть программное обеспечение, которое запускается при включении компьютера и используется для доступа к оборудованию и периферийным устройствам. Чтобы понять, что такое BIOS и как он работает, нам нужно объяснить, как запускается операционная система.
Краткая характеристика некоторых операционных систем
ОС Linux – сетевая ОС, ядро которой разработано на базе ОС Unix. Linux распространяется в исходных кодах и применяется для создания серверов в вычислительных сетях и в Интернете.
ОС Unix – многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС Unix является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры.
Важной особенностью и обширным набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей – программистов (т.е. система особенно эффективна для специалистов – прикладных программистов).
BIOS и UEFI – чем отличаются
Поняв, что такое BIOS, нам нужно объяснить, что такое UEFI.
BIOS основан на устаревшей технологии начала 1980-х годов. По этой причине в компьютерах, выпущенных начиная с 2010 года, он начал постепенно заменяться новой прошивкой под названием UEFI.
Спецификация UEFI, название которое расшифровывается как Unified Extensible Firmware Interface, была создана в 2003 году Intel. Изначально называемая только EFI, микропрограмма изменила свое название на UEFI после того, как была принята и разработана Unified EFI Forum, – проектом, который продвигает новые отраслевые стандарты.
Встроенное ПО UEFI предлагает значительные преимущества и новые функции: сокращение времени загрузки операционной системы и восстановление из режима гибернации, средства диагностики и восстановления данных, а также поддержку больших жестких дисков.
Для чего нужен BIOS
BIOS используется для управления POST (самопроверка при включении питания), процедурой, которая начинается от включения компьютера до запуска операционной системы. POST – это этап самодиагностики, используемый для проверки правильности работы оборудования. Он начинается сразу после нажатия кнопки питания компьютера и заканчивается сразу перед загрузкой операционной системы.
BIOS находится на микросхеме материнской платы, в которую он встроен, и является первой программой, запускаемой после нажатия кнопки питания на компьютере.
Важно: не имеет значения, используем ли мы операционную систему Microsoft, Mac или Linux. BIOS является неотъемлемой частью оборудования материнской платы.
BIOS заботится об инициализации оборудования и выполняет проверку, чтобы убедиться, что все устройства работают должным образом. Если проверка прошла успешно, BIOS запускает загрузчик, программу, которая заботится о загрузке и запуске ядра операционной системы.
Как запускается операционная система
Когда мы нажимаем кнопку питания на компьютере, запускается процедура, позволяющая загрузить операционную систему. Процедура запуска выполняется программой, хранящейся в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или, точнее, в перезаписываемой энергонезависимой памяти. Эта программа является встроенным программным обеспечением и располагается между аппаратным и программным обеспечением компьютера.
Прошивка находится на оборудовании, для которого она была разработана, и устанавливается производителем материнской платы. Сразу после включения компьютер загружается в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), чтобы процессор мог его запустить.
В компьютерах микропрограммное обеспечение также называется основной системой ввода-вывода (BIOS), от названия, данного этой программе на первых ПК, произведенных IBM.
Интерфейс BIOS
Интерфейс BIOS позволяет вам использовать и изменять функции запуска, управления и диагностики вашего компьютера.
Чтобы изменить эти функции, вы должны получить доступ к интерфейсу BIOS во время процедуры POST, нажав клавишу или комбинацию клавиш при включении компьютера (часто это F2 или Del ).
В интерфейсе BIOS можно изменить настройки, относящиеся к фазе загрузки компьютера, называемой процессом загрузки или просто загрузкой.
Читайте также: