Компоненты
ИС (1)
Современная
ИС практически
любого производственного
процесса представляет
собой развитый
человеко-машинный
комплекс, имеющий
сложное строение.
Для достаточно
полного описания
таких ИС необходимо
отразить все
ее внутренние
состояния в
нескольких
«разрезах».
Такими разрезами
являются
функциональная
структура,
математическая,
информационная,
техническая,
организационная
и кадровое
обеспечение.
Функц структура
ИС представляет
собой перечень
реализуемых
ею функций
(задач) и отражает
их соподчиненность.
Под функцией
ИС, направленных
на достижение
частной цели
управления.
Состав функций
реализ в ИС
регламентир
ГОСТом и подраздел
на информ и
управляющие
функции.
Информац
функц обязательно
должны включать:
1-измерение,отображение
и регистрацию
значений параметров;
2-обнаружение
отклонений
параметров
от установл
пределов, их
регистрацию
и отображение;
3-контроль за
работой комплекса
технич средств
ИС; 4-подготовку
и обмен информацией
с другими системами.
Управляющие
функц должны
включать:
5-определение
рационального
режима произв
процесса;
6-формирование
и передачу
управляющих
воздействий
на управляемый
объект. Математическое
обеспечение
(МО) –
состоит из
алгоритмического
и программного.
Алгоритмическое
обеспечение
– это совокупность
математических
методов, моделей
и алгоритмов,
использ в системе
для решения
задач и обработки
инф. Программное
обеспечение
– подраздел
на общее и
специальное
Общее ПО – это
машинно-ориентиров
ПО, оно реализ
в виде ОС, которыми
управл ЭВМ
(Супервизор,Монитор),
текстовых
программ и
систем программиров
автоматизир
процесс написания
и отладки прикладных
программ на
языках высокого
уровня. Специальное
ПО –
яв-ся проблемно-ориентированным
и реализуется
в виде комплекса
программ решения
для конкретн
задач ИС. Оно
подраздел на
общесист и
прикладное
ПО. Информационное
обеспечение
(ИО)- это совокупность
средств и методов
построения
информац базы.
Оно определяет
способы и формы
отображения
состояния
объекта управления
в виде данных,
документов,
графиков и
сигналов.
Инф обесп
состоит из внеш
и внутр. Внешнее
содерж правила
классификации
и кодирования,
нормативно-справочной
инф, оперативн
инф. И инструктированные
материалы.
Внутреннее-состоит
из входных
сигналов и
данных, промежуточных
инф-ных массивов
и входных сигналов.
Техническое
обеспечение
(ТО)- или
комплекс технических
средств ИС
состоит из
средств: получения,
преобразования,
передачи и
отображения
инф, а также
выч тех-ки,
локального
управления
и регулирования.
Организационное
обеспечение(ОО)-
это совокупность
средств и методов
организации
производства
и управления
им в условиях
внедрения ИС
Целью ОО является:
1)-выбор и постановка
задач управления;
2)-анализ системы
управления
и путей ее
совершенствования;
3)-разработка
решений по
организации
взаимодействия
ИС и персонала;
4)-внедрение
задач управления.
Организ обесп
включает в себя
методики проведения
работ, требования
к оформлению
документов,
должностные
инструкции
и т.д. Кадровое
обеспечение
(КО)- это
совокупность
методов и средств
по организации
и проведению
обучения персонала
приемам работы
в ИС. Целью КО
яв-ся поддержание
работоспособности
ИС и возможности
дальнейшего
ее развития.
КО включает:
методику обучения,
прграммы курсов
и практических
занятий, технические
средства обучения
и правила работы
с ними.
Этапы
проектирования
БД (19).
Схема
решения поставленной
задачи происходит
следующим
образом (Схема1).
В процессе
создания программы
на начальной
стадии участвуют
постановщики
задач. Так как
большинство
систем работает
с базами данными,
обеспечивающими
работу со многими
приложениями,
то возникает
проблема
организационной
поддержки баз
данных, которую
решает администратор
баз данных.
Потребителем
является конечный
пользователь,
который не
является
программистом,
но владеет
навыками работы
с вычислительной
техникой (ВТ).
Существует
еще категория
– операторы
ЭВМ – специально
обученные
работники для
сопровождения
прикладных
программных
продуктов. В
данном конкретном
случае потребителем
конечного
продукта
предполагается
пользователь,
владеющий
основными
навыками работы
с персональным
компьютером
(ПК).
Схема
1. Схема процесса
этапов создания
программ и
взаимодействия
участников.
Взаимодействие
с базой данных.
Работа
с базой данных,
управление
и контроль над
ее содержимым
поддерживается
Microsoft
Access.
Базы данных
– это огромные
массивы данных,
организованных
в табличную
структуру.
Целью разработки
любой базы
данных является
хранение и
использование
информации
о какой-либо
предметной
области. При
разработке
базы данных
обычно выделяется
несколько
уровней моделирования,
при помощи
которых происходит
переход от
предметной
области к конкретной
реализации
базы данных
средствами
конкретной
СУБД. Можно
выделить следующие
уровни: Сама
предметная
область Модель
предметной
области Логическая
модель данных
Физическая
модель данных
Собственно
база данных
и приложения
Для того чтобы
оценить качество
принимаемых
решений на
уровне логической
модели данных,
необходимо
сформулировать
некоторые
критерии качества
в терминах
физической
модели и конкретной
реализации
и посмотреть,
как различные
решения, принятые
в процессе
логического
моделирования,
влияют на качество
физической
модели и на
скорость работы
базы данных.
Конечно,
таких критериев
может быть
очень много
и выбор их в
достаточной
степени произволен.
Далее будут
рассмотрены
некоторые из
таких критериев,
которые являются
безусловно
важными с точки
зрения получения
качественной
базы данных:
Адекватность
базы данных
предметной
области Легкость
разработки
и сопровождения
базы данных
Скорость выполнения
операций обновления
данных (вставка,
обновление,
удаление кортежей)
Скорость выполнения
операций выборки
данных База
данных должна
адекватно
отражать предметную
область. Это
означает, что
должны выполняться
следующие
условия: Состояние
базы данных
в каждый момент
времени должно
соответствовать
состоянию
предметной
области. Изменение
состояния
предметной
области должно
приводить к
соответствующему
изменению
состояния базы
данных Ограничения
предметной
области, отраженные
в модели предметной
области, должны
некоторым
образом отражаться
и учитываться
базе данных.
Кроме всего
прочего СУБД
позволяет:
создавать
пустую структуру
базы данных;
предоставлять
средства ее
заполнения;
обеспечивать
возможность
доступа (Access,
FoxPro,
SQL-сервер,
Delphi,
Builder).
Алгоритмизация
и моделирование.
Прежде
чем приступить
к решению
поставленной
задачи необходимо
ее алгоритмизировать,
то есть выбрать
конкретный
метод решения
задачи и оформить
в подетальном
виде ее модель.
В данном конкретном
случае выбрана
информационная
модель решения.
Важным инструментом
исследования
систем является
метод моделирования,
при котором
исследуемый
объект заменяется
его моделью,
то есть некоторым
другим объектом,
сохраняющим
основные свойства
реального
объекта, но
более удобным
для исследования
или использования.
Информационная
модель – это
отражение
предметной
области в виде
информации.
Предметная
область представляет
собой часть
реального мира,
который исследуется
или используется.
Отображение
предметной
области в
информационных
технологиях
представляется
информационными
моделями нескольких
уровней (рис.2)
Концептуальная
модель обеспечивает
интегрированное
представление
о предметной
области и имеет
словооформительный
характер. Логическая
модель формируется
из концептуальной
путем выделения
конкретной
части (подлежащей
управлению),
ее детализации
и формализации.
Логическая
модель формализующая
на языке математики
во взаимосвязи
в выделенной
предметной
области называется
математической
моделью. С помощью
математических
методов математическая
модель преобразуется
в алгоритмическую
модель, задающую
последовательность
действий, реализующих
достижение
поставленной
цели. На основе
алгоритмической
модели создается
машинная
(компьютерная)
программа,
является также
алгоритмической
моделью, но
записанной
на языке понятном
компьютеру.
Выделение
информационных
моделей разных
уровней абстракции
позволяет
разделить
сложный процесс
отображения
«предметная
область - программа»
на несколько
итеративных,
более простых,
отображений
.
рис.2
Уровни информационных
моделей.
Информационная
модель неразрывно
связана с понятием
информационной
системы в целом.
Итак, информационная
система – это
взаимосвязанная
совокупность
средств, методов
и персонала,
используемых
для хранения,
обработки и
выдачи информации
в интересах
достижения
поставленных
целей. Современное
понимание
информационной
системы предполагает
использование
в качестве
основного
технического
средства переработки
информации
персональный
компьютер (ПК).
Кроме того,
техническое
воплощение
информационной
системы само
по себе ничего
не будет значить,
если не учтена
роль человека,
для которого
и предназначена
производимая
информация
и без которого
невозможно
ее представление
и получение.
Работу
в информационной
системе любого
назначения
обеспечивают
процессы, которые
условно можно
разделить на
следующие
блоки: Ввод
информации
из внешних и
внутренних
источников;
Обработка
входной информации
и представление
ее в удобном
виде; Вывод
информации
для предоставления
потребителям
или передача
в другую систему;
Обратная связь
– это информация,
переработанная
людьми данной
организации
для коррекции
входной информации.
Типы
ИС. Примеры ИС.
(2)
Типы
ИС. Тип
ИС зависит от
уровня управления,
для которого
эта ИС используется.
Чем выше
уровень, тем
меньше возможностей
для использования
ИС. Основание
пирамиды составляет
ИС, задачей
которой является
обработка
данных. На верхнем
уровне ИС становятся
стратегическими
и используются
руководителями
как системы
поддержки
принятия решений.
ИС
оперативного
уровня
– задачи, цели
и источники
инф заранее
определены,
решение задач
запрограммировано,
системы могут
функционировать
без участия
человека (бух
система, система
регистр заказов,
складской
учет). ИС
специалистов
– выделяются
ИС офисные и
ИС обработки
знаний. Офисные
ИС выполняют
след функции:
1)обработка
текстов; 2)архивация
док-тов; 3)аудиопочта;
4)системы теле-
видео-конференций.
ИС для
менеджеров
среднего звена
– функции: контроль,
регистрация,
сравнение
текущих показателей
с прошлыми,
составление
отчетов за
определ время,
обработка
архивной инф.
Выделем два
типа систем:
1)управленческие-
использ для
поддержки
принятия решений
неструктурир
и частично
структ задач;
- использ данные,
собираемые
ИС нижнего
уровня; - не содержат
аналитических
функций и имеют
негибкую структ.
2)система
поддержки
принятия решений
–имеют
ср-ва моделирования
и анализа; -позволяют
легко изменить
постановку
задачи, корректировать
исход данные
и ограничен;
-имеют гибкую
структуру и
средства адаптации.
ИС
стратегического
уровня
– под стратегией
понимают набор
методов и средств
для решения
перспективных
долгосрочных
задач. Стратегические
ИС – компьютерная
ИС, обеспеч
поддержку
принятия решения
по реализац
стратегич целей
развития организации.
Примеры
ИС. 1-ИС
по отысканию
рыночных ниш-при
покупке товаров
в некоторых
фирмах ИС
регистрируют
данные о покупателе,
что позволяет:
а) определять
группы покупателей,
их состав и
запросы, а затем
ориентироваться
в своей стратегии
на наиболее
многочисленную
группу; б) посылать
потенциальным
покупателям
различные
предложения,
рекламу, напоминания;
в) предоставлять
постоянным
покупателям
товары и услуги
в кредит со
скидкой или
с отсрочкой
платежей
(книги-почтой).
2-ИС ускоряющие
потоки товаров-предположим
фирма специализируется
на поставках
продуктов в
определенное
учреждение,
например, в
больницу, как
известно, иметь
большие запасы
продуктов на
складах фирмы
очень не выгодно,
а не иметь их
совсем невозможно.
Для того, чтобы
найти оптимальное
решениеэтой
проблемы фирма
устанавливает
терминалы в
обслуживаемом
учреждении
и подключает
их к ИС, заказчик
вводит свои
пожелания по
предлагаемому
каталагу и эти
данные поступают
в ИС по учету
заказов. Менеджеры
делая выбороки
по поступившим
заказам принимают
оперативные
управленческие
решения по
доставке заказчику
нужного товара
за короткий
промежуток
времени и, таким
образом, экономяться
огромные деньги
на хранение
товаров, ускоряется
и упрощается
поток товаров,
отслеживаются
потребности
покупателей.
3-ИС по снижению
издержек
производства-
эти ИС отслеживая
все фазы производственного
процесса способствуют
улучшению
управления
и контроля,
более рациональному
планированию
и использованию
персонала. И,
как следствие,
снижению
себестоимости
производимой
продукции.
Пример. Пусть
ИС, установленная
в фирме по сдаче
автомашин в
наем, отслеживает
местонахождение,
стоимость и
техническое
состояние парка
прокатных
машин. Это позволяет
минимизировать
потери от простоя
и пустого прогона
для каждой
автомашины,
перераспределяя
предложение
согласно спросу.
4-ИС автоматизации
технологии
– («менеджмент
уступок») суть
этой технологии
состоит в том,
что если доход
фирмы остается
в рамках рентабельности,
то потребителю
делаются разные
скидки В зависимости
от количества
и длительности
контрактов.
В этом случае
потребитель
становиться
заинтересованным
во взаимодействии
с фирмой, а фирма,
тем самым, привлекает
дополнительное
число клиентов.
Если же клиент
не желает
взаимодействовать
с данной фирмой
и переходит
на обслуживание
к другой, то
его затраты
могут возрасти
из-за потери
предоставляемых
ему ранее скидок.
Пример. Например,
ИС по продаже
авиабилетов
позволяет
проанализировать
архивные данные
за многие годы,
оценить перспективы
наполнения
салона, назначить
определенную
цену на каждое
место, снизить
количество
непродаваемых
билетов и др.
Пример. ИС банка
– обеспечивает
все виды оплат
по счетам клиентов,
она умышленно
делается
несовместимой
с ИС других
банков. Т.о. клиент
попадает в круг
услуг банка
из которого
ему трудно
выйти, в обмен
банк предлагает
различные
скидки и бесплатные
услуги.
Технолгии
Web-приложений
с БД. (20) Объектная
модель ADO 2.5
Объективная
модель ADO 2.5 напоминает
предыдущую
версию, но имеются
2 новых объекта
(Stream и Record). Эти объекты
и их отношения
друг к другу
показаны в
Приложении
2. Рассмотрим
объекты ADO подробнее.
Объект
Connection дает
возможность
взаимодействовать
с информационными
хранилищами.
С его помощью
можно указать
используемого
провайдера
OLE DB, характеристики
безопасности
для подключения
к базе данных
и другие параметры,
относящиеся
к соединению
с информационным
хранилищем.
Для установления
соединения
с информационным
хранилищем
объект Connection явным
образом генерировать
не надо. Объекты
Command, Recordset и Record можно
создавать и
без объекта
Connection, хотя характеристики
соединения
указать придётся.
Если не создать
этот объект,
ADO неявно сделает
это сам. Однако
для отправки
провайдеру
нескольких
команд следует
явным образом
создать объект
Connection, так как это
эффективнее,
чем заставлять
ADO делать его
при каждой
отправки команды.
Помимо установки
соединения
с информационным
хранилищем,
объект Connection позволяет
отправлять
ему команды.
Это могут быть
создаваемые
в запросе или
сохраненные
команды (например,
команды SQL или
сохраняемые
процедуры), и
они могут
(необязательно)
возвращать
набор данных
из хранилища.Объект
Command команды
информационному
хранилищу. Это
может делать
и объект Connection, но
возможности
последнего
по работе с
командами
ограничены,
а первый создан
специально
для этой цели
и потому позволяет
работать со
всеми аспектами
команд. Фактически
объект Command неявно
создается при
вводе команды
объектом Connection.
Хотя остальные
объекты позволяют
передавать
в командах
параметры, нет
возможности
их подробно
описывать.
Объект Command дает
возможность
определять
конкретные
детали (такие
как тип данных
и длина) входных
параметров,
а также параметры
на выходе и
возвращаемые
значения, принимающие
информацию
от команды.
Помимо запуска
команд, возможно,
получения
записей, возможно
извлечь предоставляемую
командой
дополнительную
информацию.
Объект Command дает
возможность
вводить команды,
не возвращающие
записей (например,
запросы SQL, вставляющие
новые данные
или обновляющие
имеющиеся).
Объект
Recordset является
одним из самых
распространенных
объектов ADO, так
как он содержит
данные, извлекаемые
из информационных
хранилищ. Часто
приходится
вводить команды,
не возвращающие
данных, например
добавляющие
и обновляющие
их, но чаще всего
требуется
прочитать
наборы записей.
Эти наборы
находятся в
объекте Recordset. Он
позволяет
изменять данные
(добавлять,
обновлять и
удалять их),
перемещаться
по записям,
фильтровать
их, показывая
только подмножества
и т.д. Кроме того,
объект Recordset содержит
семейство
Fields, в котором для
каждого поля
(столбца) набора
имеется объект
Field. Независимо
от того, работаете
ли вы с данными
страницы ASP или
обращаетесь
к ним удаленно
с помощью служб
удаленных
данных (Remote Data Services,
RDC), вам придется
обращаться
непосредственно
к объекту Recordset.
Oбъект Record
Версии
ADO до 2.5 позволяли
работать со
структурированными
данными, такими
как наборы
записей в базах
данных, но не
были предназначены
для таких наборов,
где столбцы
различаются
для каждой
строки (т.е.
различается
количество
столбцов и типы
их данных). Это
не является
проблемой для
данных SQL, но при
работе с файлами
и почтовыми
системами,
web-серверами и
информационными
хранилищами
других типов
(такие данные
считаются
полуструктурированными)
это необходимо.
Объект
Stream предоставляет
доступ к содержимому
узла, такого
как электронное
сообщение или
web-страница. Он
показывает
фактическое
содержимое
файла или ресурса.
Таким образом,
при совместном
использовании
с объектами
Record и Recordset возможно
не только получить
доступ к файлам
web-сервера или
электронным
сообщениям,
но и обращаться
к их содержимому.
Можно, например,
создать почтовый
клиент, который
применяет в
качестве метода
доступа к почтовой
системе только
ADO. При этом не
нужно изучать
интерфейс
программирования
или объектную
модель почтовой
системы, что
упрощает разработку.
Создание
Web-приложения
по технологии
ASP Обзор
инструментария
для создания
Web-приложения
Для реализации
вышеизложенной
задачи используется
персональный
компьютер с
операционной
Microsoft Windows 98 или 2000 (Workstation и
Server), установленный
IIS (Internet Information Server) для Win2000 или
PWS (Personal Web Server) для Win9x, Microsoft
Access (версии 97 или
2000). Таким образом,
технология
ASP представляет
собой удобный
и мощный инструмент
для реализации
задач Web-программирования,
с минимальными
требованиями
для его реализации.
Важной особенностью
является возможность
доступа к источникам
информации,
в частности
к базам данных.
Так же стоит
упомянуть и
о том, что приложения
созданные на
ASP всегда можно
протестировать
непосредственно
в сети Интернет,
используя
ASP-хостинг. Созданное
Web-приложение
представляет
собой простейший
пример использования
технологии
ASP. В дальнейшем
работа над этим
приложением
может привести
к созданию
многоуровнего
каталога изображений
с авторизацией
прав пользователя,
поиском нужного
изображения,
а также более
мощными инструментами
управления.
Основные
функции ОС,
классификация
ОС. (22) Операционные
системы компьютеров
определяют
программную
платформу
информационной
системы. Они
обеспечивают
выполнение
приложений
пользователей
и посредством
транспортной
системы организуют
доступ к сетевым
ресурсам - другим
компьютерам,
локальным и
глобальным
сетям, внешним
устройствам
и базам данных.
Классификация
ОС Операционная
система является
программной
надстройкой
над архитектурой
компьютера,
которая обеспечивает
удобный пользовательский
интерфейс,
берет на себя
функции автоматического
управления
рядом его подсистем
и предоставляет
готовые процедуры
управления
внутренними
и внешними
ресурсами. То
есть, операционная
система является
некоей автоматизированной
системой управления
работой и ресурсами
компьютера,
повышающая
удобство и
эффективность
его использования.
Операционные
системы (ОС)
классифицируют:
1- по особенностям
алгоритмов
управления
ресурсами –
локальные
и сетевые
ОС. Локальные
ОС управляют
ресурсами
отдельного
компьютера.
Сетевые ОС
участвуют в
управлении
ресурсами сети;
2- по числу одновременно
выполняемых
задач - однозадачные
и многозадачные.
Однозадачные
ОС выполняют
функцию предоставления
пользователю
виртуальной
вычислительной
машины, обеспечивая
его простым
и удобным интерфейсом
взаимодействия
с компьютером,
средствами
управления
периферийными
устройствами
и файлами.
Многозадачные
ОС, кроме вышеперечисленных
функций, управляют
разделением
совместно
используемых
ресурсов, таких
как процессор,
оперативная
память, файлы
и внешние устройства;
3- по числу одновременно
работающих
пользователей
- однопользовательские
и многопользовательские.
Основным отличием
многопользовательских
систем от
однопользовательских
является наличие
средств защиты
информации
каждого пользователя
от несанкционированного
доступа других
пользователей;
4- по возможности
распараллеливания
вычислений
в рамках одной
задачи - поддержка
многонитевости.
Многонитевая
ОС разделяет
процессорное
время не между
задачами, а
между их отдельными
ветвями – нитями;
5- по способу
распределения
процессорного
времени между
несколькими
одновременно
существующими
в системе процессами
или нитями -
невытесняющая
многозадачность
и вытесняющая
многозадачность.
В невытесняющей
многозадачности
механизм планирования
процессов
целиком сосредоточен
в операционной
системе, а в
вытесняющей
распределен
между системой
и прикладными
программами.
При невытесняющей
многозадачности
активный процесс
выполняется
до тех пор, пока
он сам по собственной
инициативе
не передаст
управление
операционной
системе для
выбора из очереди
другого готового
к выполнению
процесса. При
вытесняющей
многозадачности
решение о
переключении
процессора
с одного процесса
на другой принимается
операционной
системой, а не
самим активным
процессом; 6-
по отсутствию
или наличию
в ней средств
поддержки
многопроцессорной
обработки.
Многопроцессорные
ОС, в свою очередь,
могут классифицироваться
по способу
организации
вычислительного
процесса в
системе с
многопроцессорной
архитектурой:
асимметричные
ОС и симметричные
ОС. Асимметричная
ОС целиком
выполняется
только на одном
из процессоров
системы, распределяя
прикладные
задачи по остальным
процессорам.
Симметричная
ОС полностью
децентрализована
и использует
весь набор
процессоров,
разделяя их
между системными
и прикладными
задачами; 7- по
ориентации
на аппаратные
средства -
операционные
системы персональных
компьютеров,
серверов,
мейнфреймов,
кластеров;
8- по зависимости
от аппаратных
платформ –
зависимые
и мобильные.
В мобильных
ОС аппаратно
зависимые места
локализованы
так, что при
переносе системы
на новую платформу
переписываются
только они.
Средством,
облегчающим
перенос ОС на
другой тип
компьютера
является написание
ее на машинно-независимом
языке, например,
на С;
9- по особенностям
областей
использования
– ОС пакетной
обработки,
разделения
времени,
реального
времени.
Системы пакетной
обработки
предназначены
для решения
задач вычислительного
характера, не
требующих
быстрого получения
результатов.
Главной целью
и критерием
эффективности
систем пакетной
обработки
является максимальная
пропускная
способность,
то есть решение
максимального
числа задач
в единицу времени.
В системах с
разделением
времени каждому
пользователю
предоставляется
терминал, с
которого он
может вести
диалог со своей
программой.
Каждой задаче
выделяется
некоторый квант
процессорного
времени, так
что ни одна
задача не занимает
процессор
надолго. Если
квант времени
выбран небольшим,
то у всех пользователей,
одновременно
работающих
на одном компьютере,
создается
впечатление,
что каждый из
них единолично
использует
машину. Системы
реального
времени применяются
для управления
различными
техническими
объектами,
когда существует
предельно
допустимое
время, в течение
которого должна
быть выполнена
та или иная
программа
управления
объектом.
Невыполнение
программы в
срок может
привести к
аварийной
ситуации. Таким
образом, критерием
эффективности
систем реального
времени является
их способность
выдерживать
заранее заданные
интервалы
времени между
запуском программы
и получением
результата
- управляющего
воздействия;
10- по структурной
организации
и концепциям,
положенным
в основу: 11- по
способу построения
ядра системы
- монолитное
ядро
или микроядерный
подход.
ОС использующие
монолитное
ядро, компонуются
как одна программа,
работающая
в привилегированном
режиме и использующая
быстрые переходы
с одной процедуры
на другую, не
требующие
переключения
из привилегированного
режима в пользовательский
и наоборот. При
построении
ОС на базе микроядра,
работающего
в привилегированном
режиме и выполняющего
только минимум
функций по
управлению
аппаратурой,
функции более
высокого уровня
выполняют
специализированные
компоненты
ОС – программные
серверы, работающие
в пользовательском
режиме. При
таком построении
ОС работает
более медленно,
так как часто
выполняются
переходы между
привилегированным
режимом и
пользовательским,
но система
получается
более гибкой
и ее функции
можно модифицировать,
добавляя или
исключая серверы
пользовательского
режима; 12- по
построению
на базе объектно-ориентированного
подхода;
13- по наличию
нескольких
прикладных
сред
в рамках одной
ОС, позволяющих
выполнять
приложения,
разработанные
для нескольких
операционных
систем. Концепция
множественных
прикладных
сред наиболее
просто реализуется
в ОС на базе
микроядра, над
которым работают
различные
серверы, часть
которых реализуют
прикладную
среду той или
иной операционной
системы; 14- по
распределению
функций операционной
системы
среди компьютеров
сети. В распределенной
ОС реализованы
механизмы,
обеспечивающие
пользователя
возможностью
представлять
и воспринимать
сеть в виде
однопроцессорного
компьютера.
Признаками
распределенной
ОС является
наличие единой
справочной
службы разделяемых
ресурсов и
службы времени,
использование
механизма
вызова удаленных
процедур для
распределения
программных
процедур по
машинам, многонитевой
обработки,
позволяющей
распараллеливать
вычисления
в рамках одной
задачи и выполнять
эту задачу
одновременно
на нескольких
компьютерах
сети, а также
наличие других
распределенных
служб. Функции
операционной
системы компьютера.
Обслуживание
файловой системы.
Исторически
обслуживание
файловой системы
стало первой
задачей, которую
возложили на
операционную
систему персональных
компьютеров.
До появления
дисков и дисководов
информацию
записывали
на магнитную
ленту, перфорированную
бумажную ленту
(перфоленту)
или перфорированные
карты (перфокарты).
Розыск информации
на этих устройствах
последовательного
доступа нередко
выполнялся
вручную. С появлением
устройств
произвольного
доступа на
магнитных
дисках появилась
и возможность
автоматизировать
доступ к данным.
Для этих целей
и были созданы
первые операционные
системы, которые
получили название
дисковых операционных
систем (DOS). Сегодня
в число функций
по обслуживанию
файловой системы
входят следующие:
Навигация по
файловой системе
(переход из
одного каталога
в другой); Создание
файлов и каталогов;
Копирование
файлов и каталогов;
Удаление файлов
и каталогов;
Поиск файлов;
Открытие файлов
данных и исполнение
программных
файлов. Программно
– аппаратный
интерфейс
Здесь
и далее под
словом интерфейс
понимается
взаимодействие.
Соответственно,
программно
- аппаратный
интерфейс –
это взаимодействие
между программами
и оборудованием.
Операционная
система в данном
случае выступает
в качестве
посредника
– она перехватывает
обращения
программ к
физическим
устройствам
и перенаправляет
эти обращения
к драйверам
устройств.
Аппаратно-
программный
интерфейс
В случае
необходимости
установки на
компьютере
нового устройства
операционная
система позволяет
обеспечить
его согласование
с другими
устройствами
и программами,
ранее установленными
на компьютере.
Программно-программмный
интерфейс
Современные
задачи, выполняемые
на компьютерах,
отличаются
комплексностью.
Так, например,
для того, чтобы
подготовить
книгу, нужны
отдельные
программы для
подготовки
текстов, иллюстраций
и объединения
разных типов
данных в одном
документе. Эти
программы
выполнены
разными разработчиками,
а работать
должны совместно.
Условия для
такой совместной
работы создает
операционная
система. Это
она отслеживает
обмен данными
между различными
программами.
Интерфейс
пользователя
Взаимодействие
программного
и аппаратного
обеспечения
с человеком
– важнейшая
функция операционной
системы. Именно
благодаря ее
мы можем управлять
программами
с помощью клавиатуры,
мыши или иного
устройства.
Операционная
система интерпретирует
наши действия
как команды
и «объясняет»
программам
и оборудованию,
что они должны
сделать. С другой
стороны, операционная
система управляет
выдачей информации
от компьютера
к пользователю.
Она управляет
выводом сообщений
и звуковых
сигналов. Управление
заданиями
Операционная
система может
многое, но не
все. В тех случаях,
когда нам необходимы
программные
средства для
выполнения
специфических
работ, мы устанавливаем
на компьютере
новую программу.
Управление
установкой
и работой программ
- функция операционной
системы. Современные
операционные
системы отличаются
многозадачностью,
то есть они
позволяют
одновременно
работать с
несколькими
программами.
Управление
памятью
Сколько
бы на компьютере
ни было установлено
оперативной
памяти, всегда
могут найтись
программы и
документы,
размеры которых
много больше
размеров оперативной
памяти. В те
далекие времена,
когда операционные
системы не
занимались
распределением
оперативной
памяти, такие
программы
эксплуатировать
было невозможно.
Сегодня операционные
системы динамически
управляют
оперативной
памятью. Они
освобождают
те области
памяти, которые
временно не
используются,
и управляют
загрузкой
программ в
оперативную
память небольшими
фрагментами.
Один из приемов,
к которому
прибегают
операционные
системы, состоит
в создании
виртуальной
памяти на жестком
диске. Виртуальная
память - это
файл достаточно
большого размера
(обычно в несколько
раз больше, чем
объем оперативной
памяти компьютера),
который рассматривается
как естественное
расширение
оперативной
памяти. Когда
в оперативной
памяти не хватает
места для размещения
данных или
программ, они
поступают в
виртуальную
память на жестком
диске, а когда
к ним надо
обратиться,
они порциями
перемещаются
в оперативную
память. Обменом
между оперативной
памятью и жестким
диском управляет
операционная
система. Жесткий
диск - устройство
механическое,
а оперативная
память – электронное.
Работа механических
устройств
происходит
в тысячу раз
медленнее, чем
электронных.
Поэтому использование
виртуальной
памяти (когда
не хватает
оперативной
памяти) заметно
замедляет
работу компьютера.
Именно поэтому
увеличение
объема оперативной
памяти компьютера
намного повышает
его быстродействие
(ему просто
реже приходится
прибегать к
использованию
виртуальной
памяти). Диагностика
и обслуживание
компьютера
В состав
современных
операционных
систем входят
служебные
программы,
необходимые
для автоматизации
задач по обслуживанию
компьютерной
системы. Они
позволяют
выполнять
диагностические
операции и
устранять
обнаруженные
ошибки, в том
числе и ошибки
в самой операционной
системе. Они
также позволяют
тестировать
оборудование,
выявлять и
устранять
конфликты между
различным
аппаратным
обеспечением.
Важное значение
служебных
программ состоит
в их способности
оптимизировать
работу компьютера
и добиваться
максимально
возможной
производительности
оборудования.
Управление
процессором,
памятью, устройствами
ввода-вывода.
(23)
Память
компьютера
построена из
двоичных запоминающих
элементов —
битов, объединенных
в группы по 8
битов, которые
называются
байтами. (Единицы
измерения
памяти совпадают
с единицами
измерения
информации).
Все байты
пронумерованы.
Номер байта
называется
его адресом.
Байты могут
объединяться
в ячейки, которые
называются
также словами.
Для каждого
компьютера
характерна
определенная
длина слова
— два, четыре
или восемь
байтов. Это не
исключает
использования
ячеек памяти
другой длины
(например, полуслово,
двойное слово).
Как правило,
в одном машинном
слове может
быть представлено
либо одно целое
число, либо
одна команда.
Однако, допускаются
переменные
форматы представления
информации.
Широко
используются
и более крупные
производные
единицы объема
памяти: Kuлoбайт,
Мегабайт, Гигабайт,
а также, в последнее
время, Терабайт
и Петабайт.
Современные
компьютеры
имеют много
разнообразных
запоминающих
устройств,
которые сильно
отличаются
между собой
по назначению,
временным
характеристикам,
объёму хранимой
информации
и стоимости
хранения одинакового
объёма информации.
Различают два
основных вида
памяти – внутреннюю
и внешнюю. В
состав внутренней
памяти входят
оперативная
память, кэш-память
и специальная
память. Оперативная
память (ОЗУ,
англ. RAM, Random Access Memory —
память с произвольным
доступом) — это
быстрое запоминающее
устройство,
непосредственно
связанное с
процессором
и предназначенное
для записи
считывания
и хранения
выполняемых
программ и
данных, обрабатываемых
этими программами.
Оперативная
память используется
только для
временного
хранения данных
и программ, так
как, когда машина
выключается,
все, что находилось
в ОЗУ, пропадает.
Доступ к элементам
оперативной
памяти прямой
– это означает,
что каждый байт
памяти имеет
свой индивидуальный
адрес. Объем
ОЗУ обычно
составляет
32-512 Мбайта, а для
эффективной
работы современного
программного
обеспечения
желательно
иметь не менее
256 Мбайт ОЗУ. Обычно
ОЗУ исполняется
из интегральных
микросхем
памяти DRAM (Dynamic RAM —
динамическое
ОЗУ). Микросхемы
DRAM работают
медленнее, чем
другие разновидности
памяти, но стоят
дешевле. Каждый
информационный
бит в DRAM запоминается
в виде электрического
заряда крохотного
конденсатора,
образованного
в структуре
полупроводникового
кристалла.
Из-за токов
утечки такие
конденсаторы
быстро разряжаются,
и их периодически
(примерно каждые
2 миллисекунды)
подзаряжают
специальные
устройства.
Этот процесс
называется
регенерацией
памяти (Refresh Memory).
Современные
микросхемы
имеют ёмкость
1-16 Мбит и более.
Они устанавливаются
в корпуса и
собираются
в модули памяти.
Наиболее
распространены
модули тина
DIMM и SIMM. В модуле
SIMM элементы памяти
собраны на
маленькой
печатной плате
длиной около
10 см. Ёмкость
таких модулей
неодинаковая
-— 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32
и 64 Мбайта, Различные
модули SIMM могут
иметь разное
число микросхем
— девять, три
или одну, и разное
число контактов
— 30 или 72. Важная
характеристика
модулей памяти
— время доступа
к данным, которое
обычно составляет
60 - 80 наносекунд.
В настоящее
время SIММ'ы
практически
не применяются.
На их смену
пришли DIMM`ы, а на
смену DIMM приходят
DDR и RIMM, но по сравнению
с DIMM они имеют
немного большую
стоимость и
соответственно
повышенную
скорость обмена.
|