1

Лекция 1. Ресурсы компьютера.

1. Состав вычислительной системы

Вычислительная система (ВС) это совокупность взаимодействующих между собой аппаратных средств и программ, предназначенных для обслуживания одного рабочего участка. Состав вычислительной системы называют конфигурацией. Ввиду того, что аппаратные и программные средства рассматривают отдельно, различают аппаратную и программную конфигурации. Аппаратные средства ВС - это устройства и приборы. По способу расположения относительно центрального процессора различают внутренние (звуковая карта, винчестер и т.д.) и внешние устройства. Внешняя архитектура:

• системный блок; • монитор (дисплей); • клавиатура, манипулятор «мышь» и др.− внешние устройства ввода

К компьютеру могут подключаться и другие устройства: модемы, принтеры, сканеры и т.п.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью аппаратных интерфейсов. Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами. Протокол - это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Аппаратные интерфейсы по способу передачи данных условно подразделяются на 2 большие группы: последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный параллельно.

Устройство последовательных интерфейсов проще. Как правило, для них не надо синхронизировать работу передающего и принимающего устройства, поэтому их часто называют асинхронными интерфейсами. Пропускная способность их меньше и КПД ниже, т.к. обмен данными производится не байтами, а битами, кбит/с, Мбит/с. Их применяют для медленных устройств (контрольных датчиков, малопроизводительных устройств связи и т.д.)

Параллельные интерфейсы имеют более сложное устройство, чем последовательные, но обеспечивают более высокую производительность. Их применяют там, где нужна высокая скорость передачи данных: для подключения принтеров, сканеров и т.п. Производительность параллельных интерфейсов измеряют байтами в секунду, кбайт/с, Мбайт/с.

2

Программное обеспечение − это совокупность программ, предназначенных для управления аппаратными средствами.

2. Аппаратные устройства вычислительной системы

Конфигурацию компьютера можно гибко изменять по мере необходимости. Однако существует понятие базовой аппаратной конфигурации, являющейся типовой. В настоящее время в составе базовой аппаратной конфигурации рассматривают: системный блок, монитор, клавиатуру, манипулятор типа мышь. Системный блок - это центральная часть компьютера. Он не является единым целым, но в нем находится целый ряд взаимосвязанных устройств. Те из них, которые необходимы для функционирования компьютера и составляют его ядро, называются−комплектующими. Корпус системного блока изготовлен из металлического полотна, может содержать некоторое количество вентиляционных отверстий. Кроме того, системный блок снабжен несколькими кулерами, или вентиляторами (от слова cool, которое следует в данном случае понимать как холод, или охлаждать), которые постоянно вентилируют внутренности компьютера, тем самым охлаждая их. Охлаждение играет очень важную роль в работе компьютера. Обычно выпускаются в вертикальном напольном исполнении, а также встраиваться в монитор.− big tower case), FullTower − корпус slim) коробки либо башни (стойки −Корпус системного блока может иметь различную форму, например, в виде плоской (mini tower case), узкопрофильной. Вне зависимости от исполнения системные блоки имеют следующие органы исполнения и разъемы подключения периферийных устройств:

• блок питания; • системную плату; • платы расширения (аудиоадаптер, видеоадаптер и др.); • накопитель на жестких магнитных дисках; • накопитель на гибких магнитных дисках; • накопитель CD-ROM; • и др.

Блок питания преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины (5 В и 12 В), необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Кроме собственно преобразования высокого напряжения в низкие блок питания обеспечивает стабилизацию и сглаживание выходных напряжений. Современные блоки питания РС отличаются высокой надежностью, но все же качество их различно. Например, в местности, подверженной частым летним грозам и связанным с этим флуктуациям в сети, некоторые компьютеры работают великолепно, несмотря на мигания осветительных ламп. Другие же

3

компьютеры отключаются и производят перезагрузку даже при малейшем колебании сети. Блоки питания характеризуются несколькими параметрами. Однако потребителя более всего интересует мощность блока, выраженная в ваттах. Мощность в ваттах представляет собой произведение напряжения и тока блока питания. Хотя современные блоки питания обладают большими возможностями, чем раньше, блока питания на 300 Вт (для одноядерного процессора) достаточно практически для каждого современного персонального компьютера, благодаря применению больших интегральных схем с мал450 Вт.-ым потреблением энергии. Для двухъядерного процессора рекомендуемая мощность 400. 3. Системная плата Системная плата (mainboard, материнская плата) является основной в системном блоке. Модель стандартизованной системной платы того или иного производителя определяется используемым на ней набором микросхем и топологией размещения элементов. В зависимости от формы стандартизированного корпуса выпускаются различные по формфактору (размерам, расположению компонент на плате) стандартизированные материнские платы компьютеров. Для персональных компьютеров наиболее распространены материнские платы форматов AT, ATX, miniATX, microATX и NLX и их разновидности. Так, например, платы с форм-факторами ATX, microATX, FlexATX имеют размеры соответственно 305x244, 244x244 и 229x191 мм. Корпус и материнская плата обычно принадлежат одноименному формфактору, формату, например, АТХ-корпус содержит АТХ-материн-скую плату. Платы спецификации FlexАТХ ориентированы на производство компьютеров с компактными системными блоками и плоских LCD-мониторов (жидкокристаллических) с интегрированными в них системными блоками. Системная плата содержит следующие основные компоненты:

• центральный процессор; • чипсет; • интерфейсные схемы шин; • постоянную, оперативную и кэш-память; • гнёзда расширения и др.

Центральный процессор (CPU – Central Processing Unit) − основной рабочий компонент ПК. Он выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств ПК. Физически микропроцессор (МП) представляет собой интегральную микросхему – тонкую пластину кристаллического кремния несколько квадратных миллиметров, на которой размещены электрические схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластина помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус с металлическими штырьками-выводами для присоединения к системной плате ПК. Конструктивно микропроцессор (МП) состоит из ячеек, похожих на ячейки

4

оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами.

Микропроцессор Pentium IV

Используемые в современных персональных компьютерах процессоры выпускаются в основном тремя фирмами: Intel, AMD. Ряд процессоров обладает расширением ММХ (MultiMedia eXtention: расширение мультимедиа). Данное расширение существенно ускоряет работу с мультимедийными средствами при наличии достаточно нового программного обеспечения. В старых процессорах (до 386) для выполнения операций с вещественными числами устанавливалась дополнительная микросхема – сопроцессор. В современные процессоры возможности сопроцессора встроены. В состав классического микропроцессора входят такие базовые узлы, как арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления и внутренняя память

Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую− как адресные данные, а часть −В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемы. В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне.Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель

5

компьютера IBM PC. Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium 60,66,75,90,100,133; несколько моделей процессоров Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, Intel Xeon, Intel Pentium III и другие. Все эти модели, и не только они, а также многие модели процессоров компаний AMD относятся к семейству х86 и обладают совместимостью по принципу «сверху вниз». Это пример неполной совместимости, когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников, но не наоборот. Это естественно, поскольку двадцать лет назад разработчики процессоров не могли предусмотреть систему команд, нужную для современных программ. Благодаря такой совместимости на современном компьютере можно выполнять любые программы, созданные в последние десятилетия для любого из предшествующих компьютеров, принадлежащего той же аппаратной платформе. Основными параметрами процессоров являются:

1. Топологическая норма изготовления. Обычно выполняются МП с нормами 180-, 130- и 90-нанометров (например, Intel Pentium 4 имеет 90-нанометровую технологию).

2. Количество транзисторов на кристалле имеет порядок 10 – 100 млн при размере 464 мм2 кристалла.

3. Тактовая частота. Определяет быстродействие процессора. За несколько тактов выполняется одна команда. В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 3000 миллионов тактов в секунду (3 ГГц).

Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100−133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более. Например, модели процессоров семейства Intel Core 2 Extreme имеют коэффициент внутреннего умножения до 11, а модельный ряд процессоров Intel Pentium D − от 14 до 18.

6

4. Количество процессорных ядер на кристалле. МП могут выполняться как двух-, так и более ядерные. Например, IBM Power 4 и UltraSPAPC IV+ фирмы Sun Microsystems содержат по два процессорных ядра.

5. Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины.

6. Адресное пространство внешней памяти. Определяется разрядностью шины данных и шины команд.

7. Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров х86 имели рабочее напряжение 5 В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3 В, а в настоящее время оно составляет менее 3 В. Причем ядро процессора питается пониженным напряжением (около 1 В). Например, одна из моделей процессора семейства Intel Core 2 Extreme имеет напряжение питания 0,850−1,352 В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.

8. Производительность. Служит мерой оценки эффективности работы процессора. Производительность – это способность вычислительного средства выполнять определенный объем работы по обработке данных в единицу времени. Она оценивается с помощью бенчмарков (тестовых программ).

В качестве перспективных следует выделить следующие направления повышения производительности МП:

1. Увеличение тактовой частоты генератора, что требует использования более современной технологии производства микроэлектронных элементов.

2. Совершенствование параллельной (в том числе создания на одном кристалле двух и многоядерных процессоров) обработки данных.

3. Сокращение времени доступа к внешней и основной памяти с целью уменьшения времени простоя МП. В настоящее время это достигается введением многоуровневой иерархии памяти различных объемов (несколько уровней кэш-памяти). Размер кэш-памяти может составлять от 1 до 8 Мбайт.

7

Типичная схема памяти МП

Чипсет (chipset). Это главный компонент платы, отвечающий за ее функционирование, а в конечном итоге и за функционирование всего компьютера. Архитектура классических чипсетов представляется двумя разновидностями микросхем:

1. микросхемы North Bridge (северный мост), в основном ориентированной на поддержку работы МП, оперативной памяти (ОП), периферийной магистрали и видеоадаптера;

2. микросхемы South Bridge (южный мост), отвечающей чаще всего за работу относительно низкоскоростных устройств (в частности, устройства с интерфейсами IDE, USB) и связь с BIOS.

Почему «мосты»? Да потому, что они связывают различные устройства между собой, так же как мосты связывают два берега реки. А почему «северный» и «южный»? Просто на структурной схеме компьютера процессор всегда рисуется сверху, на топографической карте это и есть север. Соответственно, и «мост», который непосредственно связан с процессором, тоже нарисован где-то «на севере». Вся периферия рисуется где-то внизу – «на юге». Поэтому и «мост», отвечающий за работу периферии, – это «южный мост».

Все необходимое уже встроено в чипсет. Правда, то же звуковое и графическое ядро, если эти компоненты присутствуют в чипсете, не отличаются богатыми возможностями, но для дешевых компьютеров, на которые это и рассчитано, лучше обычно и не надо. Чипсеты разрабатываются для каждого поколения МП и под различные конфигурации компьютеров, предназначенных для решения конкретных классов задач устройств. От модели чипсета зависят все основные характеристики платы, как то: поддерживаемые процессоры и память, тип системной шины, порты для подключения внешних и внутренних устройств, различные дополнительные возможности (например, интегрированный звук или графическое ядро). Современные чипсеты имеют в себе множество различных встроенных контроллеров (контроллер для подключения жесткого диска, контроллер шины USB и портов ввода-вывода и прочее), что удешевляет компьютер и облегчает его сборку и использование. Иногда вообще возможно обойтись без каких-либо карт расширения Ныне выпуском чипсетов занимаются множество фирм, среди них Intel. Например, чипсеты i430FX PCIset (коммерческое название Triton), i440LX AGPset, i815E, i845 и i860 (для Pentium IV)), VIA (VIA Apollo Pro 133A и VIA Apollo KM133) и AMD (AMD-750 для компьютеров на базе процессоров семейства AMD Athlon.

8

В новых чипсетах от Intel (810, 820, 840) применена «хабовая» архитектура. В рекламных обзорах это часто подается как новое революционное новшество от Intel. Но есть ли реальное преимущество у «хабовой» структуры перед традиционной, с «мостами»? Ответ легко отыщется в англо-русском словаре. Английское слово hub переводится как центр чего-либо (предмета или деятельности). Таким образом, традиционные «мосты» с полным правом могут называться и «хабами». Зачем же Intel ввела новый термин? Да просто в новых чипсетах несколько расширилась номенклатура микросхем, входящих в основной набор. Появились такие элементы, как, например, Firmware Hub, который содержит в себе BIOS и генератор случайных чисел. Его уж точно нельзя назвать «мостом». Он ничего ни с чем не соединяет. Поэтому для всех элементов чипсета и принято нейтральное название – hub. ^ Магистраль и шины. Связь МП с внешними устройствами (например, оперативной памятью) осуществляется по магистрали, состоящей из нескольких шин. Очень часто понятие «магистраль» сопоставляют с термином «шина». Под шиной понимают набор линий (электрических проводников), сгруппированных по функциональному признаку (например, для передачи данных либо адреса). Работа шины характеризуется частотой синхронизации передаваемых сигналов (например, МГц) и максимальной пропускной способностью (Мбит/с для последовательной передачи либо Мбайт/с для параллельной передачи). Внешние устройства механически подключаются к шине через узкий (щелевой) разъем, называемый слотом. На аппаратном уровне обмен электрическими сигналами производится через электронные узлы устройств шины, называемые портами. Современные ВС оснащены большим числом магистралей, связывающих различные компоненты. В зависимости от места расположения и числа подключаемых устройств магистрали бывают локальные и периферийные.

Локальная (системная) шина непосредственно связана с выводами микросхем МП. Основные компоненты, которые она объединяет: МП, основная память, схемы буферизации для системной шины и её контроллер и вспомогательные схемы материнской платы (электронной платы). Иногда локальная шина работает на частоте, равной тактовой частоте МП.

Внешняя шина предназначена для подключения периферийных устройств компьютера либо их контроллеров.

В первых моделях компьютеров использовалась лишь одна магистраль, по которой МП обменивался информацией как с оперативной памятью, так и с периферийными устройствами.

9

Схема информационного обмена МП с устройствами ввода-вывода

Структурная организация различных магистралей материнских плат имеет много общего. Любая стандартная магистраль содержит шину данных, адресную, линии аппаратных прерываний, каналы прямого доступа к DMA (Direct Memory Access), проводники метод централизованного управления пользованием шиной и разрешения возникающих конфликтных ситуаций). В общем случае самостоятельно управлять шиной может не только МП, но и устройство, подключённое к ней. На время обмена оно становиться ведущим (−для передачи служебной информации и разводки электропитания. Для магистралей определены способы кодирования сигналов, скорости передачи информации и механизмы арбитража (арбитраж шины Master) устройством.

Адресная шина. Разрядность шины говорит о том, что она состоит из некоторого количества параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Например, если шина 32 разрядная, то комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

10

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В процессоре Intel Pentium шина команд 32-разрядная, существуют также 64-разрядные процессоры и 128-разрядные. В магистрали управления ведомый»); в) идентификации устройства, запрашивающего сеанс обмена данными (шина прерывания); г) источников энергопитания; д) специальных управляющих сигналов (например, общего сброса, контроля).−также выделяют несколько типов функциональных шин, в частности: а) управления обменом по информационной магистрали; б) передачи управления в соответствии с установленным приоритетом.

На системной плате компьютера имеется зачастую две разновидности шин, управляемых своими контроллерами: локальные (системные) и внешние (периферийные, шины расширения, ввода-вывода). Контроллер шины работает на фиксированной тактовой частоте, обеспечивающей определённую пропускную способность передачи информации.

4. Устройства хранения информации Память компьютера предназначена для хранения в ней данных и исполняемых программ. Различают два основных вида памяти – внутреннюю и внешнюю . Основными характеристиками памяти являются объем и время доступа. Кроме того, важной характеристикой памяти служит плотность записи информации. Объем машинной памяти (в байтах) определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память. Время доступа к памяти (в секундах) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации. Плотность записи информации (бит/см2) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.

11

Классификация памяти вычислительной системы

Устройства внутренней памяти Регистровая, или внутрикристальная, память организуется регистрами процессора, образующими сверхоперативное запоминающее устройство.

Оперативная память оперативное запоминающее устройство) быстрое запоминающее устройство, содержит команды и данные, с которыми в данный момент работает процессор. От размера оперативной памяти существенно зависит скорость компьютера и то, с какими программами может работать данный ПК. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо совсем не будут работать, либо станут работать крайне медленно. Объем ОЗУ современных ПК составляет от 32 Мбайт (для несложных административных задач) до 4 Гбайт и более (сложные задачи компьютерного дизайна и т.п.).− random access memory, ОЗУ.

Оперативная память энергозависима. Это означает, что при выключении электропитания информация, помещенная в оперативную память, исчезает

12

безвозвратно (за некоторыми исключениями, о которых говорится ниже). Основными свойствами оперативной памяти являются емкость и время доступа. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах).−Последнее показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти Конструктивно оперативная память представляет собой массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

1. Динамическая память Dynamic Random Access Memory (DRAM, динамическая память с произвольной выборкой). Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная− регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов200 нс.−вычислительной системы. Поэтому такая память имеет низкое быстродействие: 60 нс.

2. Асинхронная динамическая память. 70 нс при тактовой частоте шины до 66 МГц.− ОЗУ с увеличенным временем доступности данных). Она имеет быстродействие 50−Память DRAM с асинхронным режимом работы и поддержкой в компьютерах быстрой постраничной работы с данными именуют FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM). Она обладает повышенным быстродействием при последовательном доступе к данным (потоковом обмене) и применении синхронного принципа работы с кэш. Первая разновидность такой памяти названа EDO DRAM (Extended Data Out DRAM

3. Синхронная динамическая память 10 нс, что обеспечивается специальным логическим блоком и двухбайтовой структурой. Для работы SDRAM используют тактовый генератор, синхронизирующий все её сигналы.−(Synchmnous DRAM, SDRAM) способна обмениваться без циклов ожидания. Она обладает быстродействием 7.

13

4. Ныне используется такой тип памяти, как Direct Rambus DRAM (далее RDRAM), разработанный фирмойRambus. Она предназначена для оснащения материнских плат с высокопроизводительными процессорами. Её архитектура отличается от архитектуры памяти SDRAM последовательным доступом к микросхемам по 16-битовой шине при записи и считывании данных по фронту и срезу, использованием двух каналов передачи данных. Данная архитектура предполагает установку на материнской плате пар модулей памяти в каждом канале.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться неполная разборка узлов системного блока, и в таких случаях операции поручают специалистам.

Конструктивно модули памяти имеют два исполнения (SIMM-модули) и двухрядные(DIMM-модули). Однорядные модули можно применять только парами (количество разъемов для их установки на материнской плате всегда четное), а DIMM-модули можно устанавливать по одному. Многие модели материнских плат имеют разъемы как того, так и другого типа, но комбинировать на одной плате модули разных типов нельзя.

У модуля SIMM (^ Single In line Memory Module) 72-контакта. Он имеет разрядность 36 бит. Емкость колеблется от 256 кбайт до 64 Мбайт. Типичное время доступа к оперативной памяти для SIММ-70 нс.−модулей 50 Набор микросхем памяти SDRAM и DDR SDRAM поставляется в виде модулей DIMM (Dual In line MemoryModule) с двусторонним размещением микросхем. Каждый модуль имеет 168 ножевых контактов. Модули выпускаются разрядностью 64, 72 (с контролем четности) и 80 бит (с коррекцией ошибок). Для современных DIММ10 нс.−-модулей время доступа составляет 7 нс.

Набор микросхем памяти DDR SDRAM поставляется в виде модулей DIMМ, имеющих 184 контакта. Набор микросхем памяти RDRAM поставляется в виде модулей RIMM с двусторонним размещением высокоскоростных микросхем памяти Direct RDRAM. Конструкция модулей сходна с конструкцией DIMM

14

Микросхемы памяти RIMM (сверху) и DIMM (снизу)

Статическая память − Static RAM (SRAM), обычно со временем выборки более 15 нc. Ячейки статической памяти −можно представить как электронные микроэлементы триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называ-емой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы про-цессора.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом(чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сот Мбайт.

Кэш (англ. cache очень быстрое запоминающее устройство (ЗУ) небольшого объема, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.−), или сверхоперативная память.

15

Кэш-памятью управляет специальное устройство контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае «попадания в кэш», то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает ее непосредственно из оперативной памяти. Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш-памяти, поэтому высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования. Кэш-память процессора имеет многоуровневую структуру, но чаще она является трехуровневой:

• 64 кбайт;− кэш-память первого уровня (обозначается L1), располагается на кристалле процессора. Она работает с тактовой частотой процессора, размер памяти 1

• кэш-память второго− уровня (L2), размещается на кристалле процессора либо системной плате. Она работает на тактовой частоте системной шины, объём колеблется от 64 кбайт до 2 Мбайт;

• фрагмент ОЗУ (более 1024 кбайт), используемый для буферизации данных при работе с внешними устройствами (например, флоппи-дисководами) либо выполнении системных и прикладных программ.− кэш-память третьего уровня (L3)

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM, более быстродействующих, дорогих и малоемких, чем DRAM.

Процессор использует кэш исключительно самостоятельно, помещая туда извлеченные им из ОЗУ данные и команды программы и запоминая при этом в специальном каталоге адреса, откуда информация была извлечена. Если эти данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ – их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Поскольку объем кэш существенно меньше объема оперативной памяти, его контроллер (управляющая схема) тщательно следит за тем, какие данные следует сохранять в кэш, а какие заменять: удаляется та информация, которая используется реже или совсем не используется. Следует заметить, что кэш-память является очень эффективным средством повышения производительности компьютера, в чем легко убедиться на практике, если в вашем компьютере предусмотрена возможность отключения кэш. Как и для

16

ОЗУ, увеличение объема кэш повышает эффективность работы компьютерной системы.

Постоянная память предназначена для длительного хранения данных, даже когда ПК выключен. Такой вид памяти обычно называется ROM память только для чтения), или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). В постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки операционной системы−(read only memory и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется BIOS (Basic Input-Output System, или базовая система ввода-вывода).

Интегральные схемы BIOS и CMOS

BIOS важный модуль любой операционной системы.− совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память

Перепрограммируемая постоянная память особый вид энергонезависимой, перезаписываемой полупроводниковой памяти. Флэш-память исторически происходит от ROM-памяти, но функционирует подобно RAM, однако в отличие от последней работает значительно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для различных типов). Информация, записанная на флэш, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки, в 10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков.−(Flash Memory) Выше мы отметили, что работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами

17

нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами. Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им не известны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы. Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры. По очевидным причинам их нельзя хранить ни в оперативной памяти, ни в постоянном запоминающем устройстве. Для этого используется CMOS RAM. Энергонезависимая память CMOS – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. setup – устанавливать). От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет. Видеопамять (VRAM) – разновидность ОЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам – процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти. Ту часть видеопамяти, которая используется для хранения выводимой картинки, принято называть кадровым буфером (фрейм-буфером). Каждая картинка имеет определенный объем, который измеряется в байтах. Для получения какого-либо изображения надо разместить картинку в видеопамяти. Следовательно, чем больше объем этой памяти, тем большее разрешение и глубину цвета можно отобразить на мониторе.−Основное назначение видеопамяти. 3.4.3 Устройства внешней памяти В состав внешней памяти компьютера входят: 1) накопители на магнитных дисках. Их работа основана на принципе магнитной записи (предполагающем сохранение магнитными диполями ферромагнитного слоя направления воздействующего внешнего магнитного поля) данных:

• НГМД (Floppy Disk Drive, FDD флоппи-диск, zip-диск); • на сменных гибких магнитных дисках • на жестких магнитных дисках типа винчестер НЖМД ; • на сменных жестких дисках;

2) накопители на оптических и магнитооптических компакт-дисках; 3) накопители на магнитной ленте; 4) твердотельная полупроводниковая память.

18

1. Дисковые магнитные накопители. Информация на диск, покрытый слоем ферромагнитного вещества, записывается и считывается с помощью дисководов (приводов), имеющих позиционируемые головки считывания/записи с одной либо обеих сторон диска. Гибкие диски (англ. floppy disk) являются «ветеранами» среди дисковых устройств, так как ими комплектовались первые модели IBM PC. С тех пор дисководы существенно изменились и, несмотря на увеличившуюся емкость, перестали быть основным средством хранения данных и программ. По сравнению с другими средствами хранения они обладают весьма малой емкостью и надежностью, поэтому используются в основном для оперативного переноса данных с жесткого диска одного компьютера на жесткий диск другого, а также создания архивных копий. Накопитель на жестких магнитных дисках (англ. HDD – ^ Hard Disk Drive), или винчестерский накопитель,– это запоминающее устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие. Носителями информации здесь являются круглые алюминиевые пластины – платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала, то есть имеет не 2 поверхности, а 2n, где n – количество платтеров в группе.

Упрощенная схема жесткого диска

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки – на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. Толщина магнитного покрытия платтера составляет примерно 1,1 мкм, а также содержит слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъеме на ходу. В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Мнение, что внутри привода вакуум, ошибочно хотя бы потому, что там, где вакуум, конечно же, не может быть никаких воздушных подушек. Когда HDD не работает, головки находятся в специальной посадочной зоне (−Так как скорость вращения достаточно большая, то между магнитной поверхностью и головками чтения/записи образуется воздушная подушка, и они парят над носителем (носителями) на расстоянии 0,00005Landing Zone), при

19

этом они блокируются во избежание различных повреждений как самих головок, так и носителя. При включении двигателя он раскручивает поверхности, и головки под наплывом воздуха выходят из посадочной зоны. Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска. Запись и считывание информации основаны на принципах, которые используются в обычных бытовых магнитофонах. Однако в отличие от магнитофонной записи на магнитной ленте, запись на жестком (и гибком) диске производится отдельными блоками в отдельные сектора. Каждый сектор, кроме данных, содержит различную служебную информацию, необходимую для правильного функционирования контроллера дисковода. В частности, эта служебная информация включает такие данные, как номер дорожки, номер сектора и контрольную сумму данных, записанных в секторе. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (обычно 2 Мбайта), который существенно повышает их производительность. Характеристики жестких дисков: 1. Емкость. В настоящее время используется технология магнитно-резистивного эффекта, где теоретический предел емкости 1 пластины равен 20 Гб, технологический уровень 6,4 Гб на одну пластину. 2. Скорость работы винчестера описывается тремя параметрами. а) Скорость передачи данных (скорость чтения/записи) 100 Mбайт/с. Причем приличные диски должны обеспечивать скорость обмена никак не хуже 30 Mбайт/с, лучше 40 Mбайт/с (заметим, что мы говорим о пиковой скорости обмена, которая наблюдается при работе в основном с первыми дорожками диска и чтении/записи цельных массивов данных, а в реальных условиях, когда идет обмен небольшими порциями и со всем диском, значения будут чуть ли не на порядок ниже).− transfer) показывает, насколько быстро с диска считываются данные, записанные строго последовательно (измеряется в мегабайтах в секунду). Для различных дисков эта величина может весьма отличаться и составляет (на момент написания работы) примерно от 15 Mбайт/с до 60 б) Среднее время доступа (average seek time−, кратко seek0,5 мс (у хороших дисков не более 1 мс). Все скоростные параметры винчестеров можно померить с помощью соответствующих утилит, полагаться же целиком на собственные ощущения или на показания системного монитора не следует, потому что скорость чтения/записи в приложениях сильно зависит от многих других факторов.−4 мс. Также обычно в характеристиках диска упоминается время перехода на соседнюю дорожку, которое, как правило, составляет около 1,5−10 мс до 5− это усредненное время, за которое будет найден нужный блок данных, если винчестеру указано его физическое расположение, измеряется в миллисекундах. Время доступа может варьировать где-то от 12−) Скорость работы винчестера (transfer и seek) существенно зависит от частоты его вращения, которая измеряется в оборотах в минуту (об/мин). Иногда продавцы приводят очень большие значения скорости обмена (скажем, 66 или 100 Mбайт/с). Это относится к пропускной способности интерфейса и к реальному быстродействию диска имеет примерно такое же отношение, какое, допустим, имеет размер головы к умственным способностям человека. Гораздо в большей степени быстродействие диска определяет скорость вращения

20

плоскостей. Здесь типичные значения 3600, 4500, 5400, 7200, 10000, 15000 оборотов в минуту (rpm). Наиболее предпочтительными являются диски со скоростью вращения не менее 7200 rpm. 3. В последнее время стал важен еще один параметр записи. Появились винчестеры с так называемой «двойной плотностью». Они отличаются высоким transfer, поскольку при той же скорости вращения диска с него больше считывается за один оборот. Как правило, плотность таких дисков свыше 1 Гбайт на один диск пакета внутри винчестера (то есть в диске емкостью 1,7 Гбайт внутри всего один диск, в диске 3,6 Гбайт два и т.д.).Разработанная фирмой IBM технология изготовления носителей со специальным покрытием позволит в ближайшее время выпускать недорогие магнитные накопители емкостью до 1 Тбайт. А переход с традиционной продольной магнитной записи к перпендикулярной позволит увеличить плотность записи до 1 Тбайт/дюйм2 и получить трехдюймовые диски емкостью несколько терабайт. 2. Оптические и магнитооптические накопители. В настоящее время неотъемлемой частью конфигурации компьютера является дисковод (привод) для чтения носителей типа компакт-диск (CD и DVD). Компакт-диски (CD диски) могут быть для однократной записи CD-R и для многократной записи (перезаписываемый) CD-RW. В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам, т.е. битовые ячейки (питы). Информация составляется чередованием питов и промежутков между ними (то есть двоичными нулями и единицами) (рисунок 3.20).

Дорожка CD DVD-диски (Digital Video Disk – цифровой видеодиск или Digital Versatile Disk – цифровой многофункциональный диск). В отличие от CD, он обладает большей плотностью размещения данных, возможностью двухслойной записи и более совершенной защитой лицензионных дисков от пиратских копий. В чем основные отличия стандарта DVD от CD? Во-первых, используется лазер с меньшей длиной волны. Если в накопителях CD–R длина волны равна 780 нанометров, то в накопителях DVD – 635 нанометров. Это позволяет уменьшить длину штриха и повысить скорость считывания данных. Во-вторых, вследствие применения более совершенных материалов, DVD используют для записи данных в два слоя на одной стороне диска или по одному слою, но с двух сторон диска или по два слоя с двух сторон диска, в зависимости от формата DVD. Емкость дисков варьируется от 2,6 Гбайт до 17 Гбайт. В-третьих,

21

используется совершенно новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок и улучшенная модуляция каналов. Вся информация на DVD хранится в файловой системе MicroUDF (Micro Universal Disk Format). Ее официально утвердили в 2000 году. MicroUDB поддерживает носители большой емкости и файлы больших размеров. Имена файлов записываются в формате UNICODE, что обеспечивает совместимость DVD со всеми операционными системами для ПК, а также с разнообразной бытовой техникой. Магнитооптическая технология позволила создать дисковые накопители с огромной информационной емкостью (единицы Терабайт). МО-диск может подвергаться многократной перезаписи, отличается повышенной долговечностью хранения данных (до 100 лет) и обеспечивает более высокую скорость работы (в несколько раз). Однако средства этой технологии имеют пока повышенную стоимость. МО-диск представляет собой поликарбонатную подложку (часто его также называют слоем) толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев, в котором заключается магнитная часть технологии, а оптическая представлена считывающим лазером.

Магнитооптический диск В дисках Blu-ray используется технология «голубого», а точнее сине-фиолетового лазера (о отличие от DVD, который базируется на классической технологии красного лазера) с длиной волны 405 нм. Такое уменьшение дало возможность сузить дорожку в 2 раза. На однослойный диск можно записать 25 Гбайт. Двойной слой диска может поддерживать 50 гигабайт. Blu-ray легко усовершенствуется и включает поддержку для дисков мультислоя, который дол- жен позволить увеличить емкость запоминающего устройства до 100−200 Гбайт. 3. Накопитель на магнитной ленте. Таким носителем является стример (англ. tape streamer устройство для резервного копирования больших объёмов информации−) в сжатой форме (файлов типов arj, .jpeg, .zip и др.). Накопители могут быть встраиваемые и внешние. Большинство накопителей имеют SCSI-интерфейс. Носителем информации стримера служит магнитная лента (обычно со слоем оксида железа) с типовой шириной 4-5 мм (Tape Drives). Лента наматывается на две катушки и помещается внутрь кассеты (картриджа). Внешне она напоминает кассету бытового магнитофона .

22

4. Твердотельная память, или твердотельный диск (Solid State Disk, SSD), представлена полупроводниковой энергонезависимой флэш-памятью. Она не содержит подвижных частей, так как строится часто на однотранзисторных элементах памяти. Ныне популярны флэш-памяти стандартов CompactFlash, SmartMedia и Secure Digital. Емкость памяти в одном конструктиве пока не превышает нескольких гигабайт.

Флэш-накопитель

Подсоединение флэш-накопителя к компьютеру чаще всего осуществляется через порт USB.−Первоначально память была представлена в конструкции PC Card (стандарта PCMCIA) емкостью 2 до 64 Мбайт. Такая память предназначена для использования в портативных устройствах, например, цифровых фотокамерах, сотовых телефонах, плеерах, карманных компьютерах File Translation Layer. В то же время карты памяти типа PC Card АТА Flash (АТА-флэш-карта) не нуждаются в таком обеспечении, так как поддерживаются операционной системой.− Flash File System или программы уровня преобразования −Для работы флэш-дисков типа Linear Flash (по стандарту Международной ассоциации по картам памяти для персональных компьютеров) требуется специальное обеспечение: драйверы Для определения быстродействия и производительности USB-флэш-дисков используются стандартные программы и утилиты.

5. Периферийные устройства персонального компьютера Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность. По назначению периферийные устройства можно подразделить:

• на устройства ввода данных; • устройства вывода данных; • устройства хранения данных (рассмотренные ранее накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковые массивы, оптические и магнитооптические накопители, накопители на магнитной ленте);

• устройства обмена данных. 3.5.1 Устройства ввода данных Для ввода визуальной информации в компьютер служат: 1. Клавиатура: алфавитно-цифровая; функциональная (иногда именуется кнопочным устройством) для выбора некоторого действия либо операции.

23

2. Манипуляторы для указания экранных и планшетных объектов. К таким позиционирующим устройствам относятся: манипулятор типа мышь; джойстик; трэкбол (с одним либо двумя валюаторами 3. Средства голосовой технологии. 4. Считыватели информации. 5. Графические доски. 6. Графические планшеты с темплетами (сменными объектными картами). 1. Клавиатура служит для ручного ввода информации. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора, т.к. функции клавиатуры не нуждаются в поддержке системными программами (драйверами). Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, «зашитые» в BIOS. Клавиатура управляется внутренним контроллером, который считывает информацию о нажатии клавиш и пересылает ее во входной порт ЭВМ. Функции микроконтроллера состоят в следующем:

• последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;

• управляет световыми индикаторами клавиатуры; • проводит внутреннюю диагностику неисправностей; • осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт

ввода-вывода клавиатуры. Клавиатура имеет встроенный буфер – промежуточную память малого размера, куда помещаются введенные символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом. Это означает, что символ не введен (отвергнут). Рассмотрим основные параметры современных клавиатур. Конструктивно различают клавиатуры проводные и беспроводные. Тактильные параметры: жесткость клавиш и длина хода. Жесткая клавиатура не дает возможности быстро и легко набирать текст. Слишком мягкая, наоборот, наставит лишних символов при случайном легком касании.Клавишная клавиатура с раскладкой клавиш QWERTY (читается «кверти»), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры. Формфактор определяющих клавиш (обе Shift, Backspace и Enter) и количество клавиш. Когда эти клавиши имеют удобные форму и расположение, то работа облегчается. Стандартной является 101 клавиша. Раскладка клавиатуры (расположение ее клавиш). Клавиатура имеет, как правило, одну основную раскладку и несколько дополнительных. На сегодня принято три основных раскладки: американская, немецкая и французская. В нашей стране используются в основном клавиатуры с американской раскладкой. Манипулятор является указательным устройством и может содержать одну (например, мышь фирмыApple), переключатели и колесо для прокрутки. Различают механические, оптико-механические и оптические типы манипуляторов. Они могут быть проводными и беспроводными (с радио- и инфракрасным каналами передачи информации).−две, три и более кнопок управления.

24

Джойстики и трэкболы используются для ручного ввода информации (например, при работе с архитектурными и конструкторскими программами) и управления экранными объектами. Электронное перо (указка) напоминает обычную школьную ручку, имеющую проводную либо беспроводную связь с одним из портов компьютера. Фотоприемное устройство, расположенное на его конце, фиксирует элементарные части графических объектов. Выполнение не-которых действий над выбранным электронной указкой объектом начинается при включении кнопки, расположенной на её корпусе. 3. Средства голосовой технологии Dragon Naturalli Speking. Системы поддерживают ввод в компьютер текста под диктовку. Последняя версия системы снабжена динамическим словарем на 62 000 слов, адаптируемым к голосу пользователя. Она совершает в среднем одну ошибку на каждые 20 продиктованных слов. Системы поставляются со встроенными речевыми командами управления компьютером и такими приложениями, как Lotus 1-2-3 (электронная таблица), WordPerfect, Word (текстовые процессоры). Диктовку по-русски позволяет осуществлять пакет «Комбат» московской фирмы «Вайгрупп», являющийся адаптацией DragonDictate.−. Микрофон служит основой речевого пользовательского интерфейса, голосового ввода информации и реализации мультимедийных технологий, поддерживаемых системами передачи речи и ее воспроизведения. 4. Считыватели информации используются для ввода как символьной, так и графической информации. Сканер – устройство для ввода в компьютер графических изображений с листа бумаги. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера. Сканеры весьма разнообразны и их можно классифицировать по различным признакам. Сканеры бывают черно-белыми и цветными. Черно-белые сканеры могут считывать штриховые и полутоновые изображения. Штриховые изображения не передают полутонов (уровней серого). Полутоновые позволяют распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого. Цветные сканеры работают с черно-белыми и цветными оригиналами. В цветных сканерах сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB фильтр или от трех последовательно зажигаемых цветных ламп. Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно. Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65636 (High Color) и даже до 16,7 (стандарт True Color). Конструктивно сканеры бывают ручными, роликовыми и планшетными. Ручные сканеры вручную перемещаются по изображению. С их помощью за один проход вводится небольшое количество строк (захват не более 105 мм). Скорость сканирования до 72 мм/с. Примером ручного сканера являются штрих-сканеры, используемые в супермаркетах для считывания штрих-кода. Основные характеристики сканера:

• рабочая область/формат, ширина х высота, мм; • физическое разрешение, ppi (pixel per inch пикселей на дюйм). • интерполяционное разрешение, ppi. Оно превышает как оптическое, так и механическое разрешение. Эта характеристика ответственна лишь за

25

снижение зернистости изображения, а не за увеличение степени его детализации

• механическое разрешение (число отсчётов, поделенное на длину пути считывателя. Это разрешение по вертикали);− оптическое разрешение (определяется числом фотоприемников считывающей головки сканера. При сканировании одного дюйма изображения по горизонтали получают 300 пикселей), 600 ppi −- тип изображения (полутоновые сканеры, цветные). Так, в записи 300x600 число 300 ppi

• глубина цвета, бит. Показывает число оттенков каждого цветового канала;

• количество уровней серого (градации яркости); • динамический диапазон, характеризующий способность сканера различать на изображении переходы между смежными тонами;

• скорость сканирования, мс/лин; • точность сканирования, в % от механического разрешения либо в лин/мм для широкоформатных роликовых сканеров;

• интерфейс. Цифровая фотоаппаратура. Часто цифровую фотоаппаратуру разделяют по категориям (студийные, нестудийные, бытовые фотоаппараты и веб-камеры) для поддержки видеоконференций в глобальной сети Интернет и способу получения однокадровых цветных снимков (с тремя одно- и двумерными матрицами светочувствительных элементов, соответственно со встроенными красным, зеленым и синим фильтрами). Электронная доска напоминает обычную школьную доску. На ее поверхности можно писать. Информация, наносимая на электронную доску, может быть сохранена на диске компьютера и затем распечатана на принтере. Последовательность отображения информации на такой доске может быть восстановлена шаг за шагом. Процесс отображения информации на электронной доске можно в реальном времени транслировать по компьютерной сети и через Интернет. Электронные доски могут быть использованы для проведения видеоконференций (белые доски) как доски с выдачей бумажной копии, электронные грифельные доски, доски с возможностью ЖК-проекции. 6. Графические планшеты предназначены для работы с графическими приложениями (например, графическими редакторами и программами распознавания рукописного текста). На рынке имеются планшеты, чувствительные к силе нажатия стилуса (ручки) с беспроводным пером, а также дисплеи-планшеты. Иногда планшеты снабжаются темплетами (сменными планшетами-подкладками). На планшетах графические объекты изображаются мнемонически. Место размещения планшетного изображения, допустим, на поверхности экрана, указывается манипулятором, например, типа мышь

26

Графический планшет

GridMaster D45 (D56) для ПК размер поля ввода 12″х18″ (20″х24″), разрешение 0,001″, максималь-ная точность ввода 0,005″. Графические планшеты фирмы Intuos GD-0912-R(А) имеют рабочую область 304,8x240,6 мм, массу 1,6 кг, точность 0,25/0,5/0,25 мм. 3.5.2 Устройства вывода Средства визуального отображения, регистрации и документирования компьютерной информации можно классифицировать так: 1. Мониторы (дисплеи). 2. Регистрирующие устройства: а) печатающие устройства, принтеры (ударные и безударные); символьные, строчные (мозаичные-матричные, струйные, лазерные и фотопринтеры); б) чертёжные автоматы (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые): – графопостроители; – плоттеры, фотоплоттеры; в) микрофильмирующие устройства. 3. Проекционное оборудование. 1. Монитор (дисплей) – устройство визуального отображения (вывода) информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.). Мониторы можно классифицировать по таким признакам, как: - вид адресации экрана: лучевые, матричные, комбинированные; - способность экрана хранить информацию: с запоминанием изображения, с регенерацией изображения, комбинированные; - структура экрана: несоставные, составные (наборные); - устройство воспроизведения изображения: а) светоизлучающее: электронно-лучевые трубки (ЭЛТ); знакосинтезирующие (плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические, на базе светоизлучающих органических материалов, автоэлектронно-эмиссионные и пр.); б) отражающее: электронная бумага; - метод формирования изображения: растровые, векторные, комбинированные; - тип представляемых данных: алфавитно-цифровые, графические, комбинированные; - цветность изображения: монохромные (тип MONO), многоцветные (типа ЕGA, VGA с разрешением 640x480 пикселей), полноцветные (типа SuperVGA 800x600 пикселей, XGA 1024x768 пикселей, UltraVGA с количеством цветов 256 и более); - наличие интеллектуальных средств настройки: неинтеллектуальные, программируемые, интеллектуальные.

27

К наиболее важным характеристикам мониторов относятся следующие: - общие: размер зерна (триады для цветных мониторов), наличие антибликового покрытия, диагональ активной части экрана (измеряется в дюймах), габаритные размеры, встроенные периферийные устройства (допустим, микрофон, динамики), типы кабельных соединений (например, выход для наушников, разъем USB-порта); - рабочие: 350 МГц), наличие органов управления, например, автоподстройки размера изображения при изменении графического режима, подстройки сведения лучей,−1600x1280), полоса пропускания видеотракта (100−96 кГц), максимальное разрешение (640x480−160 Гц), частота горизонтальной развертки (24−частота вертикальной развёртки (45 частота регенерации, класс защиты монитора. 2. Регистрирующие устройства Принтер – печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Выпускают четыре основных вида принтеров: матричные, струйные, лазерные и светодиодные. Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, расположенных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная и медленная работа, а также невысокое качество печати. Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет мелкие сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов – ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного. Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещенности. После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок – тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и «вплавляется» в нее, оставляя стойкое высококачественное изображение. Цветные лазерные принтеры пока не очень широко распространены. Светодиодные принтеры по принципу действия схожи с лазерными. Основное их отличие в том, что изображение формируется не с помощью лазерного луча, а с использованием линейки светодиодов (по 10 тыс. и более в ряд). Качество печати примерно такое же, как и у лазерного, однако специалисты утверждают, что светодиодная технология непременно станет лидирующей. Ниже перечислены основные преимущества светодиодной технологии:

28

• меньший размер конструкции позволяет создавать более компактные принтеры, используя меньше материалов;

• меньший размер точек обеспечивает более четкие текст и графику (лазерные головки способны наносить точки размером 60 мкм, в то время как светодиодная головка воспроизводит точки размером 34 мкм);

• более четкий источник света дает лучшее качество изображений; • технологически возможна высокая скорость печати при высоком разрешении;

• отсутствие движущихся частей увеличивает мощность и надежность.

Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъемом в гнездо принтера, а другой – в порт принтера компьютера. Порт – это разъем, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством. Каждый принтер обязательно имеет свой драйвер – программу, которая способна переводить (транслировать) стандартные команды печати компьютера в специальные команды, требующиеся для каждого принтера. Каждый из перечисленных типов принтеров имеет определенный набор свойств. В качестве основных характеристик принтеров укажем:

• формат бумаги (А3, А4); • максимальную скорость печати, стр./мин; • максимальное разрешение, dpi (точек на дюйм); • буфер ОЗУ, Мбайт.

Чертежные автоматы (плоттеры, графопостроители). В качестве регистрирующих элементов чертежных автоматов применяют:

• разноцветные игольчатые, перьевые или шариковые стержни; • фломастеры; • чертежные ручки; • рапидографы; • рекордеры; • графитовые стержни и карандаши; • сопла с чернилами.

Микрофильмирующие средства Фотоплоттеры обеспечивают высокие точность и скорость черчения (например, AristoMat фирма Aristo, Германия) с рабочим полем 500S720 мм, точность воспроизведения на том же объекте 5 мкм, скорость черчения 12 м/мин, точность позиционирования для объектов 20 мкм.−. Они предназначены для фиксации информации на фотоносителях. Так, при формате пленки 35 мм с числом цветов 16 000 000 микрофильмирующее устройство модели LFR фирмы Lasergraphics имеет разрешающую способность 4096x2731 точка/кадр, a Slidenriter фирмы Matrix

29

3. Проекционное оборудование. Благодаря прогрессу в разработке жидкокристаллических материалов были созданы активные (Thin Film Transistor, TFT) и пассивные (Lignid Crystal Display, LCD) жидкокристаллические матрицы (ЖК-матрицы). На их базе рядом фирм построены такие проекционные устройства, как проекторы и панели. Они переносят изображение с монитора компьютера, видеомагнитофона или экрана телевизора на внешний экран.

Оргтехника. Эта группа средств предназначена для хранения, контроля, восстановления и размножения данных, справочной информации и нормативно-технической документации, а также репродуцирования крупноформатных чертежей и иллюстраций. Функции архива по контролю, восстановлению и тиражированию, как правило, выполняют технические средства подготовки, ввода-вывода и программной обработки информации. Для тиражирования информации и репродуцирования изображений используются разнообразные копировальные аппараты различных фирм, в частности, фирм Canon, Hewlett-Packard, Ricon, Rank XEROX.

Устройства обмена данными Модем – устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи. Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи – непрерывных сигналов звуковой частоты. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона (этот процесс называется модуляцией), а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией.

30

Лекция 2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

1. Классификация программного обеспечения ПК

Программное обеспечение (ПО) распределяется на несколько взаимодействующих между собой уровней: 1. Базовый уровень ПО − самый низкий уровень. ПО этого уровня входит непосредственно в состав базового оборудования и хранится в специальных микросхемах, называемых ПЗУ. Эти программы прошиваются в микросхемы ПЗУ на этапе производства. Программы, хранящиеся в ПЗУ, образуют базовую систему ввода-вывода BIOS. 2. Системный уровень − переходной, осуществляющий взаимодействие программ базового уровня с аппаратным обеспечением. Число разновидностей программ этого уровня очень велико: - операционные системы − программы, обеспечивающие автоматизированное общение пользователя с ОС; - драйверы устройств − специальные программы, которые обеспечивают взаимодействие с конкретными устройствами. - программы-оболочки, обеспечивающие более удобный и наглядный способ общения с ПК (Norton Commander, Dos navigator). 3. Служебный уровень − это служебные программы или утилиты. Сюда относятся: - программы-упаковщики (rar, winrar, zip); - антивирусные программы; - программы для диагностики ПК и др. 4. Прикладной уровень − комплекс прикладных программ. Функции этого класса программ многообразны: текстовые редакторы, текстовые процессоры, графические и HTML редакторы и т.д. 2. Систе́мное програ́ммное обеспе́чение — комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, предоставляя им сервисные функции, абстрагирующие детали аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы. Системное программирование — создание системного программного обеспечения, системный программист — программист, специализирующийся на системном программировании. Отнесение того или иного программного обеспечения к системному условно, и зависит от соглашений, используемых в конкретном контексте. Как правило, к системному программному обеспечению относятся операционные системы,

31

утилиты, системы программирования, системы управления базами данных, широкий класс связующего программного обеспечения.

Виды системного программного обеспечения. Есть два вида системного программного обеспечения. Это базовое и сервисное. Базовое программное обеспечение состоит из минимального набора программных средств, которые занимаются обеспечиванием работы компьютера. Базовое программное обеспечение уже поставляется вместе с компьютером. Для возможности базового программного обеспечения обязательно нужно сервисное обеспечение программы и также программный комплекс для организации более лучшего и более удобного места для работы пользователя. 3. BIOS важный модуль любой операционной системы.− совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память. Роль BIOS двоякая: с одной стороны, это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой − BIOS содержит: - тестовые программы контроля работоспособности компьютера; - программу начальной загрузки MS DOS; - драйверы стандартных периферийных устройств (в частности, контроллеров накопителей на гибких и жестких дисках, дисплея, клавиатуры, принтера и адаптеров интерфейсов). На некоторых хороших платах можно обнаружить две микросхемы BIOS (так называемая Dual BIOS), что позволяет загрузить компьютер в случае, если одна из них будет повреждена, а также копировать содержимое одной микросхемы в другую (например, после неудачной перепрошивки можно будет восстановить главную BIOS из резервной копии). Раньше для изготовления микросхем BIOS использовалась ROM-память (^ Read-Only Memory). В настоящее время для этого служит EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), или Flash ROM, позволяющая перезаписывать ее и тем самым обновлять версию BIOS. 4. Назначение системного программного обеспечения Системное программное обеспечение предназначено для:

• создания операционной среды функционирования других программ (други-ми словами, для организации выполнения программ);

• автоматизации разработки (создания) новых программ; • обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычис-лительной сети;

• проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычис-лительных сетей;

• выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

32

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных пользователей - профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора.

Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.

К системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

5. Дра́йвер (англ. driver, мн. ч. дра́йверы[1]) — компьютерная программа, с помощью которой другие программы (операционная система) получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

В общем случае драйвер не обязан взаимодействовать с аппаратными устройствами, он может их только имитировать (например, драйвер принтера, который записывает вывод из программ в файл), предоставлять программные сервисы, не связанные с управлением устройствами, либо не делать ничего. Идеология построения драйверов.

Операционная система управляет некоторым «виртуальным устройством», которое понимает стандартный набор команд. Драйвер переводит эти команды в команды, которые понимает непосредственно устройство. Эта идеология называется «абстрагирование от аппаратного обеспечения». Впервые в отечественной вычислительной технике подобный подход появился в серии ЕС ЭВМ, а такого рода управляющие программы назывались канальными программами.

33

Драйвер состоит из нескольких функций, которые обрабатывают определенные события операционной системы. Обычно это 7 основных событий:

• Загрузка драйвера. Тут драйвер регистрируется в системе, производит первичную инициализацию и т. п.

• Выгрузка. Драйвер освобождает захваченные ресурсы — память, файлы, устройства и т. п.

• Открытие драйвера. Начало основной работы. Обычно драйвер открывается программой как файл, функциямиCreateFile() в Win32 или fopen() в UNIX-подобных системах.

• Чтение. • Запись: программа читает или записывает данные из/в устройство, обслуживаемое драйвером.

• Закрытие: операция, обратная открытию, освобождает занятые при открытии ресурсы и уничтожает дескриптор файла.

Управление вводом-выводом (англ. IO Control, IOCTL). Зачастую драйвер поддерживает интерфейс ввода-вывода, специфичный для данного устройства. С помощью этого интерфейса программа может послать специальную команду, которую поддерживает данное устройство. Например, для SCSI-устройств можно послать команду GET_INQUIRY, чтобы получить описание устройства. В Win32-системах управление осуществляется через API-функцию DeviceIoControl(). В UNIX-подобных — ioctl().

Интеграция драйверов

По мере развития систем, сочетающих в себе на одной плате не только центральные элементы компьютера, но и большинство устройств компьютера в целом, возник вопрос удобства поддержки таких систем, получивших название «аппаратная платформа», или просто «платформа».

Сначала производители платформ поставляли набор отдельных драйверов для операционных систем, собранный на один носитель (обычно компакт-диск), Затем появились установочные пакеты, называвшиеся 4-in-1 и One touch, и позволявшие упростить установку драйверов в систему. При этом, как правило, можно выбрать либо полностью автоматическую установку всех драйверов, либо выбрать вручную нужные. Однако единого, устоявшегося термина долго не было.

Современный термин, описывающий такие наборы драйверов устройств — Board Support Package, или «пакет поддержки платформы». Помимо собственно

34

драйверов, он может, как и прочие установочные пакеты, содержать модули операционной системы и программы.

Виртуальные драйверы

Виртуальные драйверы устройств представляют собой особый вариант драйверов. Они используются для эмуляции аппаратного устройства, особенно в средах виртуализации, например, когда программа DOS запускается на компьютере с Microsoft Windows или когда гостевая операционная система работает на хостинге Xen.

6. Утилита (англ. utility или tool) — вспомогательная компьютерная программа в составе общего программного обеспечения для выполнения специализированных типовых задач, связанных с работой оборудования и операционной системы (ОС)[1].

Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его).

Утилиты могут входить в состав операционных систем, идти в комплекте со специализированным оборудованием или распространяться отдельно.

Виды утилит по связи с ОС:

• По зависимости от операционной системы можно различать: • Независимые утилиты, не требующие для своей работы операционной системы,

• Системные утилиты, входящие в поставку ОС и требующие её наличия[1].

Виды утилит по функциям:

• Диспетчеры файлов; • Архиваторы (с возможным сжатием данных); • Просмотрщики; • Утилиты для диагностики аппаратного или программного обеспечения; • Утилиты восстановления после сбоев; • Оптимизатор диска — вид утилиты для оптимизации размещения файлов на дисковом накопителе, например, путём дефрагментации диска;

• Деинсталлятор — программа для удаления программного обеспечения[2]; • Утилиты управления процессами.

35

Лекция 3. Операционная система персонального компьютера

1. Функции операционной системы Операционная система − это комплекс программ, который загружается при включении ПК и осуществляет управление компьютером, его ресурсами, скрывает от пользователя сложные операции очень низкого уровня и предоставляет ему удобный интерфейс, осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале работы и освобождает оперативную память в конце их работы. Программы, из которых состоит ОС, делятся на следующие три категории. 1. Ядро ОС, выполняющее основные функции ОС (в основном загрузку ее компонентов и поддержку выполнения компьютерных программ, в том числе и этих компонентов). 2. Программу управления файлами и директориями, служащую для классификации и просмотра информации, с которой имеет дело пользователь на компьютере. 3. Драйверы, которые позволяют ОС работать с аппаратурой: периферийными устройствами (монитор, клавиатура, мышь, принтеры и т. д.) и устройствами, входящими в состав системного блока (видеокарта, жесткий диск и т. д.). Без драйверов невозможно функционирование никаких компьютерных устройств. Современные ОС можно условно разделить на группы по нескольким признакам. 1. Поддержка мультипроцессорной обработки (масштабируемость): - однопроцессорные; до 4 МП. Среди них выделяют ОС с симметричной (SMP) и асимметричной (ASMP) мультипроцессорной обработкой.− до 128, a MS Windows NT −- мультипроцессорные, поддерживающие выполнение заданий или их компонентов на нескольких МП. 2. В зависимости от предоставления приложениям процессорного времени различают ОС: примеры ОС, управляющих приложениями реального времени (чаще промышленными контроллерами). Ныне многие ОСРВ работают в среде Windows NT;− для копирования и некоммерческого использования и Windows NT Embedded −- реального времени (ОСРВ), обрабатывающие внешние события (например, запросы от устройств технологического оборудования), происходящие в заранее не запланированные моменты времени. Такие ОС обеспечивают гарантированное время реакции на запросы. АМХ, OS 9000, QNX - с разделением времени работы приложений с МП. Примерами таких ОС служат MS Windows NT, MS Windows XP, OS/2 и UNIX.

36

Разновидности операционных систем−

3. Поддержка вычислений. По этому классификационному признаку ОС можно подразделить: - на локальные. Вычисления проводятся на автономном компьютере пользователя. К таким ОС относятся, например, MS DOS и MS Windows 95/98; - на сетевые. Такие ОС частично скрывают от пользователя распределенность сетевой аппаратуры. При их использовании решение задач пользователя переносится на компьютер с увеличенными ресурсами. К ним относятся серверные ОС: файл-серверные ОС (например, Novell Netware) и клиент-серверные ОС с двухзвенной, трехзвенной и многозвенной архитектурами доступа к ресурсам (например, Windows NT Server и MS Windows Server 2003); - на распределенные. Они ориентированы на поддержку ведения распределенных вычислений. В частности, к ним можно отнести ОС, которые поддерживают работу вычислительных систем с кластерной архитектурой.

4. Организация. По своей организации ОС могут быть:

• Объектно-ориентированные. В некоторых объектно-ориентированных ОСРВ доступ к аппаратным средствам обеспечивается напрямую (например, менеджер программ, менеджер задач через драйвер ввода-вывода). В связи с этим такие ОС не имеют в своей архитектуре микроядра;−объектно-ориентированные ОС. Каждая такая система обычно содержит микроядро, вокруг которого формируются модули (например, менеджер памяти, менеджер задач) с различными

37

интерфейсами для приложений. Системы Cairo, Taligent, WorkPlase и Windows

• операционные платформы. Операционная платформа представляет собой комплекс программных средств, обеспечивающий выполнение прикладных программ в среде различных ОС. Ее интерфейсной программой предоставляется сервис прикладных программам на общем прикладном интерфейсе, который не зависит от ОС платформы; осуществляются восприятие сервиса любой ОС платформы и нужные при этом преобразования. Эти функции характерны для операционной платформы WorkPlase фирмы IBM;

• окружение одной либо нескольких ОС, предоставляющее интерфейсы прикладным программам и МП разных производителей (например, микропроцессоров Pentium и Alpha). К числу таких систем можно отнести сетевую среду NAS (Networks Application Systems), разработанную когда-то фирмой DEC, которая стандартизует диалоговое взаимодействие программных приложений.−системы формирования общей универсальной прикладной среды. Прикладная среда

5. В зависимости от числа обслуживаемых пользователей и решаемых задач выделяют: 16-разрядные PC DOS и MS DOS;−однопользовательские и однопрограммные ОС, работающие на автономных компьютерах. Они имеют, как правило, более богатые средства доступа к техническим компонентам компьютера, удобный пользовательский интерфейс. Примеры таких ОС

• однопользовательские мультизадачные системы для автономных компьютеров (16 и 32-разрядные версии MS Windows);

• многопользовательские и мультизадачные (сетевые, распределённые) системы связанных компьютеров (32-разрядные MS Windows NT/2000, OS/2, UNIX и 64-разрядная UNIX-подобная система IRIX компьютеров фирмы Silicon Graphics).

2. Операционная система в качестве менеджера ресурсов

Представление о том, что операционная система главным образом предоставляет абстракции для прикладных программ, — это взгляд сверху вниз. Сторонники альтернативного взгляда, снизу вверх, придерживаются того мнения, что операционная система существует для управления всеми частями сложной системы. Современные компьютеры состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, мышей, сетевых интерфейсов, принтеров и широкого спектра других устройств. Сторонники альтернативного взгляда считают, что задача операционной системы

38

заключается в обеспечении упорядоченного и управляемого распределения процессоров, памяти и устройств ввода-вывода между различными программами, претендующими на их использование.

Современные операционные системы допускают одновременную работу нескольких программ.

Представьте себе, что будет, если все три программы, работающие на одном и том же компьютере, попытаются распечатать свои выходные данные одновременно на одном и том же принтере. Первые несколько строчек распечатки могут быть от программы № 1, следующие несколько строчек — от промногим пользователям. Распределение дискового пространства и отслеживание того, кто какие дисковые блоки использует, — это типичная задача операционной системы по управлению ресурсами.

3. Архитектурные особенности операционных систем. Монолитное ядро. Многослойные системы. Виртуальные машины. Микроядерная архитектура. Смешанные системы.

1.Архитектура с монолитным ядром(Моноли́тное ядро́ — Монолитное ядро предоставляет богатый набор абстракций оборудования. Все части монолитного ядра работают в одном адресном пространстве. Это такая схема операционной системы, при которой все компоненты её ядра являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур. Монолитное ядро — старейший способ организации операционных систем. Примером систем с монолитным ядром является большинство UNIX-систем.

-Достоинства: Скорость работы, упрощённая разработка модулей[1].

-Недостатки: Поскольку всё ядро работает в одном адресном пространстве, сбой в одном из компонентов может нарушить работоспособность всей системы.

Примеры: Традиционные ядра UNIX (такие как BSD), Linux; ядро MS-DOS, ядро KolibriOS.

Некоторые старые монолитные ядра, в особенности систем класса UNIX/Linux, требовали перекомпиляции при любом изменении состава оборудования. Большинство современных ядер позволяют во время работы подгружать модули, выполняющие часть функций ядра. В этом случае

39

компоненты операционной системы являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы, называемой монолитным ядром (monolithic kernel), которое представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме.)

Минусы:

- Чаше всего требуют перекомпеляцию под каждую платформу

- усложняется добавление новых компонентов(т.к. Надо перекомпилировать ОС)

Изначально на монолитном ядре строились linux и unix.

2. Многослойные системы (Модульное ядро — современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем.

В отличие от «классических» монолитных ядер, модульные ядра, как правило, не требуют полной перекомпиляции ядра при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера. Вместо этого модульные ядра предоставляют тот или иной механизм подгрузки модулей ядра, поддерживающих то или иное аппаратное обеспечение (например, драйверов). При этом подгрузка модулей может быть как динамической (выполняемой «на лету», без перезагрузки ОС, в работающей системе), так и статической (выполняемой при перезагрузке ОС после переконфигурирования системы на загрузку тех или иных модулей))

Впервые организ Дейкстра, 1968г

5. Интерфейс пользователя

4. Управление вводом выводом

3. Драйвера устройства связь оператора и консоли

2. Управление памятью

1. Планирование заданий и процессов

0. hardware

Плюсы:

+хорошая реализация,

40

+хорошо модифицируется,

+хорошо тестируется

Минусы:

- медленная,

- плохая производительность.

3. Виртуальная машина(Виртуальная машина (ВМ, от англ. virtual machine)

-программная и/или аппаратная система, эмулирующая аппаратное обеспечение некоторой платформы и исполняющая программы для этой платформы (target — целевая или гостевая платформа) на другой платформе (host — хост-платформа, платформа-хозяин)

-или виртуализирующая некоторую платформу и создающая на ней среды, изолирующие друг от друга программы и даже операционные системы (см.: песочница);

-также, спецификация некоторой вычислительной среды (например: «виртуальная машина языка программирования Си»).

Виртуальная машина исполняет некоторый машинно-независимый код (например, байт-код, шитый код, p-код) или машинный код реального процессора. Помимо процессора, ВМ может эмулировать работу как отдельных компонент аппаратного обеспечения, так и целого реального компьютера (включая BIOS, оперативную память, жёсткий диск и другие периферийные устройства). В последнем случае в ВМ, как и на реальный компьютер, можно устанавливать операционные системы (например, Windows можно запускать в виртуальной машине под Linux или наоборот). На одном компьютере может функционировать несколько виртуальных машин (это может использоваться для имитации нескольких серверов на одном реальном сервере с целью оптимизации использования ресурсов сервера))

4. Микроядерная архитектура(Микроядро предоставляет только элементарные функции управления процессами и минимальный набор абстракций для работы с оборудованием. Бо́льшая часть работы осуществляется с помощью специальных пользовательских процессов, называемых сервисами. Решающим критерием «микроядерности» является размещение всех или почти всех драйверов и модулей в сервисных

41

процессах, иногда с явной невозможностью загрузки любых модулей расширения в собственно микроядро, а также разработки таких расширений.

- Достоинства: Устойчивость к сбоям оборудования, ошибкам в компонентах системы. Основное достоинство микроядерной архитектуры — высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонентов. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая её работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонентов ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. Микроядерная архитектура повышает надежность системы, поскольку ошибка на уровне непривилегированной программы менее опасна, чем отказ на уровне режима ядра.

-Недостатки: Передача данных между процессами требует накладных расходов.

Классические микроядра предоставляют лишь очень небольшой набор низкоуровневых примитивов, или системных вызовов, реализующих базовые сервисы операционной системы.

-Сервисные процессы (в принятой в семействе UNIX терминологии — «демоны») активно используются в самых различных ОС для задач типа запуска программ по расписанию (UNIX и Windows NT), ведения журналов событий (UNIX и Windows NT), централизованной проверки паролей и хранения пароля текущего интерактивного пользователя в специально ограниченной области памяти (Windows NT). Тем не менее, не следует считать ОС микроядерными только из-за использований такой архитектуры.

Примеры: Symbian OS; Windows CE; OpenVMS; Mach, используемый в GNU/Hurd и Mac OS X; QNX; AIX; Minix; ChorusOS; AmigaOS; MorphOS.)

Микроядро:

- обеспчивает взаимодействие с остольной частью ОС (вынесеных из ядра)

- Планирование исп процессора

- Первичная выработка прерывания

42

- Базовая опер ввода\вывода

- Диспечер виртуальной авмяти

Плюсы:

+Упрощенное давление новых компонентов (при этом не прерывая ОС не перезагружая, и д р)

+Упрощенная процедура разработки и отладки

Минусы:

-дополнительые расходы на передачу компонентов между приложениями

5. Гибридные Системы (обьед микроядерное и монолитное ядро т.е. система с монолитным ядром под управлением микроядра). (Гибридное ядро (англ. Hybrid kernel) — модифицированные микроядра (минимальная реализация основных функций ядра операционной системы компьютера), позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра. )

Наиболее тесно элементы микроядерной архитектуры и элементы монолитного ядра переплетены в ядре Windows NT. Хотя Windows NT часто называют микроядерной операционной системой[1], это не совсем так. Микроядро NT слишком велико (более 1 Мбайт, кроме того, в ядре системы находится, например, ещё и модуль графического интерфейса), чтобы носить приставку «микро». Компоненты ядра Windows NT располагаются в вытесняемой памяти и взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений[1][2], как и положено в микроядерных операционных системах. В то же время все компоненты ядра работают в одном адресном пространстве и активно используют общие структуры данных, что свойственно операционным системам с монолитным ядром. По мнению специалистов Microsoft , причина проста: чисто микроядерный дизайн коммерчески невыгоден, поскольку неэффективен.

Таким образом, Windows NT можно с полным правом назвать гибридной операционной системой.

Смешанное ядро, в принципе, должно объединять преимущества монолитного ядра и микроядра: казалось бы, микроядро и монолитное ядро — крайности, а смешанное — золотая середина. В них возможно добавлять драйвера устройств двумя способами: и внутрь ядра, и в пользовательское

43

пространство. Но на практике концепция смешанного ядра часто подчёркивает не только достоинства, но и недостатки обоих типов ядер.

4.Интерфе́йс (англ. interface — сопряжение, поверхность раздела, перегородка) — совокупность возможностей, способов и методов взаимодействия двух систем (любых, а не обязательно являющиеся вычислительными или информационными), устройств или программ для обмена информацией между ними, определённая их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п. В случае, если одна из взаимодействующих систем — человек, чаще говорят лишь о второй системе, то есть об интерфейсе той системы, с которой человек взаимодействует.

Примеры:

руль, педали газа и тормоза, ручка КПП — интерфейс (управления) автомобиля или же интерфейс системы «водитель — автомобиль»;

элементы электронного аппарата (телевизора, автомагнитолы, часов и т. п.) — дисплей, набор кнопок и переключателей для настройки, плюс правила управления ими — интерфейс системы «человек — аппарат»;

клавиатура, мышь и пр. устройства ввода — элементы сопряжения в системе пользовательского интерфейса (в свою очередь, и сами клавиатура и мышь имеют свои интерфейсы сопряжения с компьютером, аппаратные и программные).

Наиболее часто этот термин применяется в информатике, где это — совокупность унифицированных технических и программных средств и правил (описаний, соглашений, протоколов), обеспечивающих взаимодействие устройств и/или программ в вычислительной системе или сопряжение между системами.[1]

Интерфейсы в вычислительной технике

Интерфейсы являются основой взаимодействия всех современных информационных систем. Если интерфейс какого-либо объекта (персонального компьютера, программы, функции) не изменяется (стабилен, стандартизирован), это даёт возможность модифицировать сам объект, не перестраивая принципы его взаимодействия с другими объектами (так, например, научившись работать с одной программой под Windows,

44

пользователь с легкостью освоит и другие — потому, что они имеют однотипные элементы интерфейса).

В вычислительной системе взаимодействие может осуществляться на пользовательском, программном и аппаратном уровнях. Соответственно, согласно этому, интерфейсы могут существовать как:

Способ взаимодействия физических устройств

Сюда перенаправляется запрос «Интерфейс (аппаратный)». На эту тему нужна отдельная статья.

Физический (аппаратный) интерфейс — способ взаимодействия физических устройств. Чаще всего речь идёт о компьютерных портах.

Сетевой интерфейс

Сетевой шлюз — устройство, соединяющее локальную сеть с более крупной, например, Интернетом

Шина (компьютер)

Способ взаимодействия виртуальных устройств

Для виртуальных (программных) устройств существуют следующие интерфейсы (Программный интерфейс):

Интерфейс функции

Интерфейс программирования приложений (API) — набор стандартных библиотечных методов, которые программист может использовать для доступа к функциональности другой программы.

Удалённый вызов процедур

COM-интерфейс

Интерфейс объектно-ориентированного программирования

Способ взаимодействия человек-машина

Основная статья: Человеко-машинный интерфейс

Совокупность средств, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными программами и устройствами (Интерфейс пользователя):

45

Интерфейс командной строки: инструкции компьютеру даются путём ввода с клавиатуры текстовых строк (команд).

Графический интерфейс пользователя: программные функции представляются графическими элементами экрана.

Диалоговый интерфейс: например, Поиск

Жестовый интерфейс: сенсорный экран, руль, джойстик и т. д.

Естественно-языковой интерфейс, применяемый в интеллектуальных системах, пользователь «разговаривает» с программой на родном ему языке.

Нейрокомпьютерный интерфейс: отвечает за обмен между нейронами и электронным устройством при помощи специальных имплантированных электродов.

и др.

5. Организация файловой системы Файловая система – это система управления данными. Она предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Все современные дисковые ОС обеспечивают создание файловой системы. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти – секторов. Чтобы компьютер мог найти на диске тот или иной файл, ему должно быть известно, где он расположен, то есть нужен его адрес. Проще всего было бы записать адрес файла в виде номера поверхности диска, номера дорожки и номера сектора. Однако ввиду того, что у каждой поверхности есть своя головка для чтения-записи и эти головки перемещаются не порознь, а одновременно, вместо понятия дорожки используют понятие цилиндра (см. рисунок 3.19). Цилиндр – это совокупность всех дорожек, имеющих одинаковые номера, то есть равноудаленные от оси вращения. Поэтому место положения файла на жестком диске определяется номером цилиндра, номером поверхности и номером сектора. Если на компьютере применена файловая система FAT, все дисковое пространство условно разделяется на четыре области:

1. Стартовый сектор. 2. FAT-таблицы (File Allocate Table) – таблицы размещения файлов. 3. Каталог. 4. Область данных.

Стартовый сектор содержит необходимые ОС сведения для работы с диском. Под него выделяется первый сектор диска на дорожке 00 поверхности 0. В стартовый сектор записываются следующие данные:

46

• идентификатор (имя) системы, если на диске записана ОС; • размер секторов диска в байтах; • количество копий FAT (обычно 2); • количество элементов в корневом каталоге; • количество секторов на диске; • указатель типа магнитного носителя информации; • количество секторов, занимаемых FAT; • количество секторов на дорожку; • количество поверхностей; • программа блока начальной загрузки операционной системы.

При выполнении операций чтения-записи данных обмен между дисковыми накопителями и памятью компьютера осуществляется блоками. Минимальный объем блока равен одному сектору на диске. Обычный размер сектора равен 512 байт. Так как размер FAT-таблицы ограничен, то для дисков, размер которых больше 32 Мб, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору невозможно. Поэтому группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер (особый логический блок) – наименьшая единица адресации к данным. Его размер не фиксирован и зависит от емкости диска. Файлу, записанному на диск, выделяется целое число кластеров, причем кластеры могут находиться в различных местах диска. Файлы, хранящиеся в различных кластерах, называются фрагментированными, а файлы, расположенные в смежных кластерах, – непрерывными. Данные о том, в каком кластере диска начинается тот или иной файл, содержатся в FAT-таблицах. Часто кластеры бывают не полностью заполнены, и потому потери могут составить 25 %– 40 % полной емкости диска. Чтобы предотвратить потери, желательно иметь небольшой размер кластеров, однако это приводит к увеличению количества адресов, что, в свою очередь, требует увеличения количества разрядов в FAT. Операционные системы MS-DOS, OS/2, Wndows 95, Windows NT реализуют шестнадцатиразрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система называется FAT 16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 216 = 65536 записей о местоположении данных. В связи с этим ограничением указанные операционные системы не позволяют работать с жесткими дисками размером более 2 Гбайт. Операционные системы Windows 98/2000 и выше обеспечивают более совершенную файловую систему – FAT 32 с 32-разрядными полями в таблицах размещения файлов. В системе FAT16, где максимальный размер области FAT составляет 128 кбайт, это не составит проблемы: вся область FAT просто хранится в памяти или же считывается с диска целиком за один проход и буферизируется. FAT32 же, напротив, имеет типичный размер области FAT порядка сотен килобайт, а на больших дисках − даже несколько мегабайт. Если файл расположен в разных частях диска, это вынуждает систему совершать движения головок винчестера столько раз, сколько групп фрагментов в разных областях имеет файл, а это очень и очень сильно замедляет процесс поиска фрагментов файла.−FAT

47

представляет собой мини-образ диска, куда включен каждый его кластер. Для доступа к фрагменту файла в системе FAT16 и FAT32 приходится обращаться к соответствующей частичке FAT. Корневой каталог создает сама ОС в процессе операции форматирования диска. Файл корневого каталога (файл-каталог) состоит из записей, содержащих сведения о файлах, хранящихся на диске. Например в FAT-системе каждая запись каталога занимает 32 байта и хранит: - имя файла (8 байт); - расширение имени (3 байта); - двоичный код атрибутов файла (1 байт); - резервное поле (10 байт); - код времени создания файла (2 байта); - код даты создания файла (2 байта); - номер первого кластера, занимаемого файлом – точка входа в FAT (2 байта); - размер файла (4 байта). Когда пользователь обращается к файлу, указывая операционной системе его имя, то ОС, прежде чем выполнить операцию с файлом, обращается к файлу-каталогу, находит в нем запись, соответствующую указанному имени файла, определяет местоположение секторов, занимаемых файлом, и только после этого выполняет заданные пользователем действия. Область данных, которая располагается вслед за корневым каталогом, занимает все остальное пространство на диске. Операционная система Windows ХР реализуют файловую систему NTFS. Это очень экономная система. Размер кластеров в ней разумно минимален − обычно это 4 кб. Как известно, система сильнее всего фрагментирует файлы, когда свободное место кончается, когда приходится использовать мелкие дырки, оставшиеся от других файлов. Тут возникает первое свойство NTFS, которое прямо способствует серьезной фрагментации. Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12 % диска отводятся под так называемую MFT (Master File Table − общая таблица файлов) зону − пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой. Это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88 % диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов. Достоинства FAT : - для эффективной работы требуется немного оперативной памяти; - быстрая работа с малыми и средними каталогами; - диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (в сравнении с NTFS); - эффективная работа на медленных дисках. Недостатки FAT: - катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32); - сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10 % и более от размера диска) файлам;

48

- очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов. Достоинства NTFS : работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов;−- фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы - сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не чинит особых препятствий быстродействию; - быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших .wav файлов); - весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).−- очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) Недостатки NTFS: - абсолютный минимум, лучше больше);−- существенные требования к памяти системы - медленные диски сильно снижают быстродействие NTFS; - некий рубеж, на котором быстродействие NTFS и FAT32 примерно эквивалентно. Обратите внимание также на сложность организации данных на вашей машине. Если вы не используете ничего, кроме простейших приложений и самой операционной системы, может случиться так, что FAT32 сможет показать более высокое быстродействие и на машинах с большим количеством памяти.−96 Мбайт − это, как ни странно, объем памяти машины. Системы с памятью 64− 90 % состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие. Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что на практике основной фактор, от которого зависит быстродействие файловой системы −- диск, долго работающий в заполненном на 80 % . При работе с файловой системой пользователь не использует табличную адресацию файлов. Ему предоставляется логическая древовидная (иерархическая) структура диска. В вершине этой структуры находится корневой каталог. Ветки дерева образуют подкаталоги, которые создают или удаляют сами пользователи.

6. Операционная система MS DOS

Дисковая операционная система американской фирмы Microsoft, именуемая MS OS (Microsoft Disk Operation System), была выпущена в 1981 году для персональных компьютеров IBM PC. Система получила название дисковой потому, что большинство ее компонентов хранится на диске. Система рассчитана на работу с одним пользователем. Она поддерживает одновременное выполнение оперативных (постоянно находящихся в оперативной памяти) и одной фоновой (приложения) программ. MS DOS имеет файловую организацию программ и данных; обеспечивает удобный командно-символьный диалог с пользователем; работает с внешними устройствами как с файлами; организует доступ к своим компонентам из программ пользователя через набор системных вызовов; предоставляет

49

возможность диалогового и пакетного запуска программ на выполнение. Операционная система построена по модульному принципу. В ее состав входят: - базовая система ввода-вывода; - блок начальной загрузки (Boot Record); - модуль расширения базовой системы ввода-вывода (системный файл io.sys); - ядро операционной системы (msdos.sys); - командный процессор (command.com); - файлы, определяющие внешние команды, загружаемые драйверы устройств и утилиты операционной системы. Рассмотрим элементы структуры операционной системы. ^ Блок начальной загрузки Загрузчик. Она считывает два системных файла io.sys и msdos.sys. Файл io.sys представляет собой дополнение к BIOS.−содержит очень короткую программу для запуска ядра В ядре MS DOS можно выделить следующие важные функциональные части, взаимодействующие с аппаратурой через BIOS, драйверы либо напрямую:

1. файловую систему; 2. систему распределения памяти запускаемым программам; 3. диспетчер программ; 4. систему связи с драйверами различных устройств; 5. систему обслуживания консоли (устройства, обеспечивающего взаимодействие пользователя с операционной системой. Наиболее часто консолью служит дисплей);

6. систему обработки ошибок.

^ Командный процессор представлен файлом command.com (интерпретатор символьных команд) и состоит из резидентной (постоянно хранящейся в оперативной памяти компьютера), инициализирующей(используемой лишь при загрузке операционной системы) и транзитной (нерезидентной) частей. Транзитная исполняемая программа)) команд, полученных с клавиатуры либо из командного (пакетного) файла (типа .bat (BATch-группа)).− небольшая по размерам исполняемая программа) и .exe (EXEcutable −составляющая выдает системное приглашение, организует прием и разбор внутренних и внешних (представленных файлами типов .com (COMmand Загрузка ОС осуществляется следующим образом. BIOS после включения электропитания автоматически тестирует основные аппаратные компоненты компьютера, затем вызывает с системной дискеты или жесткого диска загрузчик MS DOS и передает ему управление. Далее в оперативную память загружаются с флоппи-диска (при бездисковом компьютере либо поврежденном жестком диске) либо жесткого диска файлы io.sys (интерфейс между MS DOS и BIOS) и msdos.sys (обработчик прерываний программ

50

операционной системы). Эти программы хранятся на носителе в виде «скрытых файлов». Места размещения их фиксированы и известны лишь загрузчику. В дальнейшем последовательно считываются и загружаются: - резидентные драйверы; - драйверы, указанные в конфигурационном текстовом файле config.sys; - командный процессор command.com. Он в дальнейшем берет на себя управление всеми процессами; - файлы, приведённые в командном файле autoexec.bat. В текстовом файле autoexec.bat, называемом часто файлом автозапуска, пользователь записывает команды, которые должны выполняться каждый раз при начальной загрузке MS DOS. С их помощью устанавливаются удобное для работы окружение и привычная рабочая обстановка на компьютере.

51

Лекция 4. Операционные системы семейства Windows

ОС Windows – это разработанная фирмой Microsoft надстройка над ОС DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов. В отличие от оболочек типа Norton Сommander, Windows не только обеспечивает удобный и наглядный интерфейс для операции с файлами, дисками, но предоставляет новые возможности для запускаемых в среде Windows программ. Разумеется, для использования этих возможностей программы должны быть спроектированы по требованиям Windows. MS Windows – интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен текстовой, графической, звуковой и видеоинформацией между отдельными программами. Базовые функциональные возможности MS Windows перекрывают все, что заложено в MS DOS, Windows 3.11. Интегрированная операционная система – операционная система, ядро которой, загружаемое в момент включения компьютера, активизирует графический интерфейс пользователя и обеспечивает полную совместимость с операционной системой MS DOS. Преимущества Windows: 1. ^ Удобство поддержки устройств. Основное отличие программ для DOS и Windows состоит в том, что DOS-программа может работать с аппаратными средствами компьютера (монитором, клавиатурой, принтером) непосредственно, минуя DOS, в то время как Windows-программа должна обращаться к внешним устройствам только через посредство Windows. Поэтому после установки в Windows драйвера, обеспечивающего поддержку данного устройства, все Windows-программы могут работать с этим устройством. Это ликвидирует болезненную для DOS проблему обеспечения совместимости программ с конкретными внешними устройствами. Программы (драйверы) для поддержки наиболее распространенных устройств входят в Windows, а для остальных устройств – поставляются вместе с этими устройствами или контроллерами. 2. ^ Единый пользовательский интерфейс.Windows представляет программистам все необходимые средства для создания пользовательского интерфейса, поэтому программисты пользуются ими, а не изобретают аналогичные собственные средства. Вследствие этого пользовательский интерфейс Windows-программы в значительной степени унифицирован, а пользователям не требуется изучать для каждой программы новые принципы организации взаимодействия с этой программой. 3. ^ Поддержка масштабируемых шрифтов. В таких приложениях, как редактирование документов, издательское и рекламное дело, создание таблиц или презентаций необходимо использование большого количества разнообразных шрифтов – текстовых, заголовочных, декоративных, причем символы этих шрифтов могут потребоваться в самых различных размерах. Поэтому в Windows 3.1 была встроена поддержка масштабируемых шрифтов формата True Type. Масштабируемые шрифты содержат описания контуров символов, позволяющие строить символы любого нужного размера.

52

4. ^ Поддержка мультимедиа. При подключении соответствующих устройств Windows может воспринимать звуки от микрофона, компакт-диска или MIDI-синтезатора, изображения от цифровой видеокамеры или с компакт-диска, выводить звуки и движущиеся изображения. Windows – высокоэффективная платформа для мультимедиа. Эта операционная среда позволяет мультимедиаприложениям проявить себя наилучшим образом. Персональные компьютеры с мультимедиа на платформе Windows обеспечивают прекрасное качество изображения и звука. Windows обеспечивает поддержку таких мультимедийных устройств, как видеодиски и видеомагнитофоны. Эта поддержка упрощает процесс подготовки системы к покадровой съемке – основе высококачественного видео. 5. Многозадачность. Windows обеспечивает возможность одновременного выполнения нескольких программ и переключения с одной программы на другую. 6. Средства обмена данными. Для организации обмена данными между различными программами Windows предлагает следующие способы:

• буфер обмена данными (одна программа может поместить данные в этот буфер, а другая – использовать данные из буфера);

• динамический обмен данными (одна программа может использовать данные, связанные другой программой, причем копия данных в использующей программе сохраняет привязку к исходным);

• механизм связи и внедрения (программа, использующая внедренные данные может редактировать эти данные, для чего автоматически запускается программа, с помощью которой эти данные были созданы).

7. Совместимость с DOS-программами.Работа в среде Windows не вынуждает отказываться от использования DOS-программ. Более того, для запуска DOS-программ, как правило, нет необходимости выходить из Windows. 8. Использование технологии Plug and Play. В Windows широко используется технология Plug and Play («Вставь и работай»), обеспечивающая новые возможности интеграции программных продуктов и аппаратных средств. Она ориентирована на поддержку любого типа устройств, включая мониторы, видеокарты, принтеры, звуковые карты, модемы, приводы CD-ROM, различные контроллеры жестких дисков и т.д. Технология Plug and Play упрощает работу с компьютером за счет следующих сервисных функций:

• помощь при распознавании устройств для их установки и настройки; • уведомление программных продуктов и приложений и динамическое изменение состояния системы;

• тесная интеграция драйверов устройств, системных компонентов и пользовательского интерфейса, облегчающая настройку и управление системой.

53

В Windows пользователю для подключения нового устройства, поддерживающего технологию Plug and Play, достаточно его просто вставить в систему. Перераспределение и настройка системных ресурсов далее происходят автоматически. Технология Plug and Play, заложенная в Windows, позволяет также работать с устройствами, не подчиняющимися сертификации Plug and Play, упрощая их настройку и управление оборудованием. Недостатки Windows:

1. Описанные выше преимущества достаются за счет значительного увеличения нагрузки на аппаратные средства компьютера. Часто программы с приблизительно одинаковыми возможностями для DOS и для Windows отличаются по требованиям к ресурсам компьютера в десятки раз.

2. Windows-программы недостаточно эффективно работают в тех приложениях, где критическим ресурсом является время.

3. Наиболее существенный недостаток Windows – это ее весьма малая надежность. Некорректная работа любой Windows-программы может вызвать «зависание» всей Windows. Кроме того, ограниченность указанных ресурсов Windows делает невозможным одновременное выполнение в Windows более трех-четырех серьезных программ, сколько бы в компьютере ни было оперативной и дисковой памяти.

4. В Windows не предусмотрено практически никаких средств защиты от повреждения ОС. При активном использовании Windows часто система теряет работоспособность, и приходится ее переустанавливать или устранять повреждения, работая в DOS-режиме.

В ОС, имеющих интерфейс командной строки, навигацию по файловой системе осуществляют путем ввода команд перехода с диска на диск или из каталога в каталог. В связи с крайним неудобством такой навигации (необходимо помнить команды, безошибочно посимвольно набирать их на клавиатуре) широкое применение нашли специальные служебные программы, называемые файловыми оболочками. Программы-оболочки предоставляют пользователю качественно новый ин-терфейс и освобождают его от детального знания операций и команд ОС. Функции большинства оболочек, например, семейства MS DOS обеспечивают более быструю и удобную работу с файловой системой. Как и ОС, файловые оболочки бывают неграфические и графические. Наиболее известные неграфические файловые оболочки для MS DOS – диспетчер файлов Norton Commander, Dos Navigator, Volkov Commander. Роль графической файловой оболочки для MS DOS в свое время исполняли программы Windows 1.0 и Windows 2.0, которые постепенно развились до понятия операционной среды (в версиях Windows 3.x) и далее до самостоятельной операционной системы (Windows 95). Операционные системы семейства Windows, хотя и имеют графический интерфейс, тем не менее широко используют программы-

54

оболочки, в частности, оболочки Far Manager, Windows Commander, Total Commander.

1.Графи́ческий интерфе́йс по́льзователя, (англ. Graphicaluserinterface, GUI) — разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленные пользователю на дисплее, исполнены в виде графических изображений.

В отличие от интерфейса командной строки, в GUI пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса) и осуществляет непосредственное манипулирование ими. Чаще всего элементы интерфейса в GUI реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программ неподготовленными пользователями.

Графический интерфейс пользователя является частью пользовательского интерфейса и определяет взаимодействие с пользователем на уровне визуализированной информации.

История Благодаря исследованиям, проведённым в 60-е годы Дагом Энгельбартом в научно исследовательском институте Стэнфорда был изобретён графический интерфейс пользователя.

Впоследствии концепция GUI была перенята учеными из исследовательской лаборатории Xerox PARC в 1970-х. В 1973 году в лаборатории Xerox PARC собрали молодых учёных и дали свободу исследований. В результате, кроме всего прочего, на свет появляется концепция графического интерфейса WIMP (Windows, Icons, Menus, Point-n-Click)[1] и в рамках этой концепции создаётся компьютер Alto. Он не был выпущен как коммерческий продукт, но широко использовался на фирме как корпоративный Xerox инструмент.

В 1979 году Three Rivers Computer Corporation выпускает рабочую станцию PERQ, похожую по принципам построения на Alto. В1981 году Xerox выпускает продолжение Alto — Star.

Коммерческое воплощение концепция GUI получила с 1984 года в продуктах корпорации Apple Computer. В операционной системе AmigaOS GUI с многозадачностью был использован в 1985 году.

В настоящее время GUI является стандартной составляющей большинства доступных на рынке операционных систем и приложений. Примеры систем, использующих GUI: Mac OS, GEM, Atari TOS, Microsoft Windows, Solaris, GNU/Linux, NeXTSTEP,OS/2, BeOS, Android, iOS, Bada, MeeGo.

Хотя в подавляющем большинстве систем GUI является надстройкой для операционной системы, существуют и независимые его реализации. Известен вариант графической программы BIOS Setup, когда, ещё до загрузки ОС, управление настройкамиIBM PC-совместимой ЭВМ производится мышью, аналогично полноценному GUI. Впрочем, такой вариант BIOS не прошёл проверку временем. Также имеются GUI для МК, не требующие ОС.

Классификация Можно выделить следующие виды GUI:

55

• простой: типовые экранные формы и стандартные элементы интерфейса, обеспечиваемые самой подсистемой GUI;

• истинно-графический, двухмерный: нестандартные элементы интерфейса и оригинальные метафоры, реализованные собственными средствами приложения или сторонней библиотекой;

• трёхмерный

DWIM Одним из требований к хорошему графическому интерфейсу программной системы является концепция «делай то, что я имею в виду» или DWIM (англ. DoWhatIMean). DWIM требует, чтобы система работала предсказуемо, чтобы пользователь заранее интуитивно понимал, какое действие выполнит программа после получения его команды.

Достоинства

• Графический интерфейс является "дружелюбным" для пользователей, которые начали знакомство с компьютером с графического интерфейса.

• В программах обработки графики он, зачастую, является единственно возможным

Недостатки

• Большее потребление памяти в сравнении с текстовым интерфейсом • Сложнее организовать удаленную работу • Невозможность автоматизации, если она не была заложена автором программы • Графический интерфейс не является "дружелюбным" для пользователей, которые начали знакомство с компьютером с интерфейса командной строки. • Drag-and-drop (в переводе с английского означает буквально тащи-и-

бросай; Бери-и-Брось) — способ оперирования элементами интерфейса в интерфейсах пользователя(как графическим, так и текстовым, где элементы GUI реализованы при помощипсевдографики) при помощи манипулятора «мышь» или сенсорного экрана.

• Способ реализуется путём «захвата» (нажатием и удержанием главной (первой, чаще левой) кнопки мыши) отображаемого на экране компьютера объекта, программно доступного для подобной операции, и перемещении его в другое место (для изменения расположения) либо «бросания» его на другой элемент (для вызова соответствующего, предусмотренного программой, действия). По отношению к окнам (также способным к перемещению подобным способом) данный термин обычно не употребляется.

• Базовыми действиями и самыми простыми примерами drag-and-drop действий являются: перемещение объекта, перемещение объекта в из панели в панель, хотя в современных операционных системах drag-and-drop получил широкое применение и является одним из главных способов взаимодействия с компьютером в графическом интерфейсе пользователя.

• Объектами для перемещения могут быть следующие элементы интерфейса: значки (иконки) Рабочего стола, плавающие панели инструментов, ярлыки программ в Панели задач (начиная с Win XP), элементы TreeView, текстовая строка, ячейка DataGridView., также элементы OLE. Перемещаться объекты могут

56

как в пределах некоторой определённой области, в пределах одного окна, между панелями одного окна, так и между разными окнами.

• Событие перетаскивания должно инициироваться каким-либо действием пользователя. Чаще всего этим действием является нажатие левой кнопки мыши на элементе (событие это называется MouseDown), который может быть перемещен в своем контейнере. Некоторые компоненты обладают собственными событиями начала drag-n-drop — например, TreeView имеет событие ItemDrag.

WYSIWYG (произносится [ w ziw ], является аббревиатурой от англ. What You See IsWhat You Get, «что видишь, то и получишь») — свойство прикладных программ или веб-интерфейсов, в которых содержание отображается в процессе редактирования и выглядит макcимально близко похожим на конечную продукцию, которая может быть печатным документом, веб-страницей или презентацией. В настоящее время для подобных программ также широко используется понятие «визуальный редактор».

История До появления технологии WYSIWYG для создания сложноформатированных документов использовались программы, применяющие язык разметки. В этих программах для форматирования документа необходимо было указывать специальные коды (теги), невидимые в конечном результате работы. Теги определяли стиль текста (жирный, наклонный и т. п.), измененияшрифта, расположение текста и иллюстраций и т. д.

Первой программой, использующей WYSIWYG считается текстовый редактор Bravo. Bravo был разработан в Xerox PARC для компьютеров Alto. Программа была разработана Батлером Лемпсом (Butler Lampson), Чарльзом Симони (Charles Simonyi) и др. в 1974 году. Bravo не был выпущен на рынок, однако программное обеспечение компьютеров Xerox Star вероятно является прямым потомком этого редактора.[1]

Параллельно с Bravo, но независимо от Xerox PARC, Hewlett Packard разработала и выпустила в конце 1978 года первую коммерческую программу, использующую WYSIWYG — приложение для создания диапозитивов или то, что сегодня называют презентационной графикой. Первый релиз программы, названной BRUNO, работал на миникомпьютерах HP 1000. BRUNO был портирован на HP 3000 и переиздан как «HP Draw».

В 1970-х — начале 1980-х популярным домашним компьютерам не хватало графических возможностей, необходимых для отображения WYSIWYG документов. Такие приложения, как правило, использовались достаточно редко, в основном на мощных рабочих станциях, которые были слишком дорогими для широкого распространения. Однако к середине 1980-х всё стало меняться. Улучшение технологии позволило производить дешевые графические дисплеи, и программы с WYSIWYG начали появляться на более дешёвых и популярных компьютерах, в том числе LisaWrite для Apple Lisa, выпущенный в 1983 году, и MacWrite для Apple Macintosh, выпущенный в 1984 году.

Этимология Фраза была придумана инженером Information International, Inc. (Triple-I) Ларри Синклером (Larry Sinclair) чтобы выразить мысль, что то, что пользователь видит на экране, он получает на принтере, используя «Page Layout System». «Page Layout System» это система допечатной подготовки документов впервые показаная на ANPS в Лас-Вегасе.

57

Фраза стала популярной благодаря информационному бюллетеню под названием «WYSIWYG». Его авторами были Арлин и Хосе Рамос (Arlene и Jose Ramos). Этот бюллетень был создан для индустрии новых систем допечатной подготовки, переходящей на электронный формат в конце 1970-х. После трех лет публикации бюллетень был продан сотрудникам Стэнфордского исследовательского института в Калифорнии.

2. системные программы вспомогательного назначения

Работая на персональном компьютере с прикладными программами, нельзя ограничиваться только умением управлять этими программами. Практическая работа и реальные ситуации в компьютере часто требуют более широких знаний и, прежде всего, умения сохранять в целостности информацию, защищать ее от возможных разрушений, вызванных дефектами магнитных дисков, сбоями в работе компьютера, воздействиями программных вирусов или ошибками пользователя. И здесь на помощь пользователю могут прийти различные программы вспомогательного назначения (утилиты), относящиеся к группе системных программ. Таких программ разработано очень много. Некоторые из них объединяются в специальные программные комплексы (пакеты программ). Самый известный из таких программных пакетов – Norton Utilities. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные группы программ-утилит.

ПРОГРАММЫ-АРХИВАТОРЫ

Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, упаковки файлов путем сжатия хранимой в них информации.

Сжатие информации – это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.

Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например, за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы подобного сжатия информации.

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив.

Архивный файл – это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом виде и служебную

58

информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.

Целью упаковки файлов обычно являются обеспечение более компактного размещения информации на диске, сокращение времени и соответственно стоимости передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях. Кроме того, упаковка в один архивный файл группы файлов существенно упрощает их перенос с одного компьютера на другой, сокращает время копирования файлов на диски, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа, способствует защите от заражения компьютерными вирусами.

Степень сжатия файлов характеризуется, как правило, коэффициентом Kс, определяемым как отношение объема сжатого файла Vc к объему исходного файла V0 выраженное в процентах

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Программы, осуществляющие работу с архивными файлами, их упаковку и распаковку называются программами-архиваторами.

Архивация (упаковка) – помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде.

Разархивация (распаковка) – процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой они имели до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.

Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (томах). Такие архивы называются многотомными. Том – это составная часть многотомного архива. Создавая архив из нескольких частей, можно записать его части на несколько дискет.

Существует несколько десятков различных программ-архиваторов, которые отличаются перечнем функций и параметрами работы, однако лучшие из них имеют примерно одинаковые характеристики. Из числа наиболее популярных программ можно выделить программы-архиваторы, работающие с ZIPархивами, RAR-архивами и ARJ-архивами. Обычно упаковка и распаковка файлов выполняются одной и той же программой, но в некоторых случаях это осуществляется разными программами, например,

59

работа с ZIP-архивами под управлением MS DOS: программа PKZIP производит упаковку файлов, a PKUNZIP – распаковку файлов.

Программы-архиваторы позволяют создавать и такие архивы, для извлечения из которых содержащихся в них файлов не требуются какие-либо программы-архиваторы, так как сами архивные файлы могут содержать программу распаковки. Такие архивные файлы называются самораспаковывающимися.

Самораспаковывающийся архивный файл – это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программыархиватора.

Самораспаковывающийся архив получил название SFX-архив (SelF-eXtracting). Архивы такого типа обычно создаются в форме файла с расширением ЕХЕ.

ПРОГРАММЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ МАГНИТНЫХ ДИСКОВ

В настоящее время магнитные диски персонального компьютера (ПК) являются основными носителями информации, предназначенными для длительного и надежного ее хранения. В процессе работы ПК непрерывно происходит обмен информацией между дисками и оперативной памятью, при этом наиболее интенсивно происходит обмен с жестким диском. Несмотря на высокое качество изготовления дисков и дисковых устройств, в практике регулярной работы на компьютере нередко возникают ситуации, когда не удается прочитать информацию с дисков, происходят нарушения в работе файловой системы, значительно сокращается свободное пространство на дисках или диски оказываются переполненными. Нередко ошибочно удаляются нужные файлы.

Эти нарушения в работе дисков могут возникать по следующим причинам:

• физическое повреждение диска;

• загрязнение магнитной поверхности диска;

• аварийное отключение компьютера;

• несвоевременное извлечение дискет из дисководов;

• перезагрузка операционной системы после аварийного завершения задания;

• воздействие программных вирусов.

60

Кроме того, при интенсивной эксплуатации компьютера на дисках, главным образом на жестких, накапливаются такие изменения в расположении файлов, которые, если не принимать мер, могут привести к существенному замедлению обмена с ними информацией.

Рассмотрим некоторые программные средства для восстановления удаленных файлов, ремонта поврежденной файловой системы, восстановления информации поврежденных файлов и каталогов, профилактики файловой системы с целью ускорения обмена с жестким диском.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ВИРУСЫ И АНТИВИРУСНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА

Массовое применение ПК, к сожалению, спровоцировало появление самовоспроизводящихся программ-вирусов, препятствующих нормальной работе компьютера, разрушающих файловую структуру дисков и наносящих ущерб хранимой в компьютере информации. Проникнув в один компьютер, компьютерный вирус способен распространиться на другие компьютеры.

Компьютерным вирусом называется специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в вычислительные сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и каталогов, создания всевозможных помех в работе на компьютере.

Несмотря на принятые во многих странах законы о борьбе с компьютерными преступлениями и разработку специальных программных средств защиты от вирусов, количество новых программных вирусов постоянно растет. Это требует от пользователя ПК знаний о природе вирусов, способах заражения вирусами и защиты от них.

3. Бу́фер обме́на (англ. clipboard) — промежуточное хранилище данных, предоставляемое программным обеспечением и предназначенное для переноса или копирования между приложениями или частями одного приложения через операции вырезать, скопировать, вставить. Как правило, приложения используют буфер обмена, предоставляемый операционной системой или другой средой через определённый интерфейс. Некоторые приложения могут использовать свой собственный буфер обмена, доступный только в них. Приложение может записывать в буфер обмена одну и ту же информацию одновременно в нескольких различных форматах. Наиболее информативный формат помещается первым, за ним остальные по убыванию информативности. При вставке информации из буфера обмена обычно

61

используется первый распознанный приложением формат, который будет наиболее информативен для данного приложения. Например, если текстовый процессор копирует в буфер обмена текст: в формате RTF, в виде рисунка WMF и в виде текста без форматирования, этот текст может быть вставлен в другой текстовый процессор с сохранением разметки, в графический редактор — рисунком и в простой текстовый редактор — неформатированным текстом. Операционная система может производить некоторые преобразования форматов информации, если запрошенный формат отсутствует в буфере обмена, но может быть получен из имеющегося, например, изменять кодировку текста. [1] Вставить объект из буфера обмена можно неограниченное число раз. При копировании информации в буфер его предыдущее содержимое, как правило, пропадает. Однако существуют реализации буфера обмена (например, в пакете Microsoft Office), позволяющие хранить в буфере одновременно несколько объектов и выбирать при вставке, который из объектов вставить.

Диспетчеры буфера обмена Существуют специальные программы — менеджеры буфера обмена, которые расширяют возможности предоставляемые операционной системой. Например, к базовым операциям они добавляют возможности:

• иметь несколько буферов с возможностью сливать, разделять и редактировать их содержимое

• выбирать буфер, в который будут сохраняться вырезанные или скопированные данные

• выбирать буфер, из которого данные будут вставляться • работать с данными разных форматов • сохранять данные для хранения • индексировать, помечать и осуществлять поиск по сохранённым данным Известные менеджеры буфера обмена:

• ClipMate • Global Clipboard • Spartan Multi Clipboard • Clipboard Box • Ditto • Clipdiary • CLCL • ZClipBoard

4.Windows 7 — пользовательская операционная система семействаWindows NT, следующая по времени выхода за Windows Vista и предшествующая Windows 8. В линейке Windows NT система имеет номер версии 6.1 (Windows 2000 — 5.0, Windows

62

XP — 5.1, Windows Server 2003 — 5.2, Windows Vista и Windows Server 2008 — 6.0). Серверной операционной системой того же семейства выступает Windows Server 2008 R2, интегрируемой операционной системой этого семейства (облегченной версией, встраиваемой в устройства) — Windows Embedded Standard 2011 (Quebec),[1] мобильной — Windows Embedded Compact 2011(Chelan, Windows CE 7.0).

Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года [2] — меньше, чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista. Партнёрам и клиентам, обладающим лицензией Volume Licensing, доступ к RTM был предоставлен 24 июля 2009 года. В интернете оригинальные установочные образы финальной версии системы были доступны с 21 июля 2009 года.

По данным веб-аналитики от W3Schools (англ.), на май 2013 года доля Windows 7 среди используемых в мире операционных систем для доступа к сети Интернет составила ▼ 56,4 %[3]. По этому критерию она находится на первом месте, превзойдя в августе 2011 предыдущего лидера —Windows XP.

Новшества и изменения В этой операционной системе реализована поддержка Unicode 5.1[4]. Панель поиска Instant Search теперь распознаёт больше языков.[4]

Данная ОС обладает поддержкой мультитач-управления[5].

Меню Пуск

Все версии ОС включают 50 новых шрифтов. Существующие шрифты доработаны для корректного отображения всех символов. Windows 7 — первая версия Windows, которая включает больше шрифтов для отображения нелатинских символов, чем для отображения латинских. Панель управления шрифтами также подверглась улучшению — по умолчанию, в ней будут отображаться только те шрифты, раскладка для которых установлена в системе.

Windows 7 поддерживает псевдонимы для папок на внутреннем уровне. К примеру, папка Program Files в некоторых локализованных версиях Windows была переведена и отображалась с переведённым именем, однако на уровне файловой системы оставалась англоязычной. Также в систему (кроме версии Windows 7 Starter) встроено около 120фоновых рисунков, уникальных для каждой страны и языковой версии. Так, русская версия включает тему «Россия» с шестью уникальными обоями высокого разрешения.

63

Дополнительным преимуществом Windows 7 можно считать более тесную интеграцию с производителями драйверов. Большинство драйверов определяются автоматически, при этом в 90 % случаев сохраняется обратная совместимость с драйверами для Windows Vista.

В Windows 7 была также улучшена совместимость со старыми приложениями, некоторые из которых было невозможно запустить на Windows Vista. Особенно это касается старых игр, разработанных под Windows XP. Также в Windows 7 появился режим Windows XP Mode, позволяющий запускать старые приложения в виртуальной машине Windows XP, что обеспечивает практически полную поддержку старых приложений.

Новая, 11-я версия DirectX, впервые выпущенная именно в составе этой ОС, имеет следующие улучшения: добавлена поддержка новых вычислительных шейдеров, возможность многопоточного рендеринга, улучшена тесселяция, появились новые алгоритмы компрессии текстур и др.

Проигрыватель Windows Media Player 12 получил новый интерфейс и стал поистине «всеядным», в отличие от предшественника, которому требовалось большое количество кодеков для воспроизведения. Однако он не может воспроизводить лицензионныеBlu-Ray диски с видео,[6][7] но имеет возможность считывать и записывать на них данные.

Функция Удалённого рабочего стола также претерпела изменения. Была введена поддержка интерфейса Aero Peek, Direct 2D и Direct3D 10.1, поддержка нескольких мониторов, расширений мультимедиа, DirectShow, а также возможность воспроизведения звука с низкими задержками.[8]

Сетевая технология Branch Cache позволяет кешировать содержимое интернет-трафика. Если пользователю в локальной сетипотребуется файл, который уже был загружен кем-то из пользователей его сети, — он сможет получить его из локального кэш-хранилища, а не использовать канал с ограниченной пропускной способностью. Технология рассчитана на крупные сети и предлагается для внедрения на предприятиях в составе Корпоративной и Максимальной версий ОС.

Панель задач

Изменения коснулись и панели задач. Теперь она увеличена на 10 пикселей и имеет обновлённый внешний вид. Также на панели содержатся только иконки без подписей, аналогично Dock у Mac OS X. Панель задач можно сделать прежней, как уWindows Vista в «Свойствах». В обновлённой панели также под «Часами» стоит текущая дата. В правом углу находится кнопка «Свернуть все окна». Любопытно, но при наведении курсора на иконку открытого приложения подсветка меняет цвет, если к примеру иконка красная, значит подсветка красная. Также панель задач можно сделать не только внизу, но и переместить влево, вправо и даже вверх. Также, если в свойстве панели задач поставить галочки на пунктах «Закрепить панель задач» и «Использовать маленькие значки», а в меню «Кнопки панели задач» выбрать пункт «Группировать при заполнении панели задач» вид панели задач приобретет вид Windows Vista.

64

Безопасность В Windows 7 реализована более гибкая настройка User Account Control (UAC), которая в отличие от Windows Vista имеет ещё два промежуточных состояния — «Уведомлять, только при попытках программ внести изменения в компьютер» (положение по умолчанию), «Уведомлять, только при попытках программ внести изменения в компьютер (не затемнять рабочий стол)».

Внесены изменения в технологию шифрования BitLocker и добавлена функция шифрования съёмных носителей BitLocker to go, позволяющая шифровать съёмные носители, причём даже при отсутствии модуля TPM.

Добавлена возможность защиты данных на USB-накопителях с помощью Enhanced Storage[9].

Улучшения коснулись и брандмауэра Windows: вернулась функция уведомления пользователя о блокировке программы, которая пытается получить доступ к сети.

С помощью групповой политики и функции AppLocker можно запретить запуск определенных приложений.

Функция DirectAccess позволяет устанавливать безопасное соединение с сервером в фоновом режиме, в отличие от VPN, которому требуется участие пользователя. Также DirectAccess может применять групповые политики до входа пользователя в систему.

Новые функции интерфейса Aero

Функция Aero Peek

Windows 7 по-прежнему сохраняет графический интерфейс Aero, который был в Windows Vista.

Shake — В интерфейс Windows Aero добавлена новая функция Aero Shake, позволяющая свернуть все неактивные приложения движением мыши. Для её активации достаточно захватить заголовок окна и немного «потрясти».

Peek — Функция Aero Peek позволяет отображать уменьшенные копии окон при наведении мыши на значок панели задач, переключаться между окнами приложения простым кликом по значку, перетаскивать и фиксировать на панели задач различные окна

65

и приложения, просматривать рабочий стол одним наведением в специальную область экрана и многое другое. Данная функция не включена в версию Starter.

Snap — Аналогично функции Shake Aero Snap позволяет движением мыши разворачивать окно на пол-экрана, весь экран или только по вертикальной оси.

Стили оформления Windows 7 поддерживает несколько вариантов оформления пользовательского интерфейса:

• Windows Aero — оригинальный стиль оформления с прозрачными многоцветными рамками окон, применяемый по умолчанию. Доступен в редакции «Домашняя расширенная» и выше.

• Windows 7 — упрощённый стиль — Windows Aero с некоторыми отключёнными возможностями (например, прозрачностью окон, Windows Flip 3D, AeroPeek). Требования к системе остаются такими же, как и у Windows Aero. Доступен во всех редакциях Windows 7 и является основным в редакции «Начальная». Этот стиль также применяется при запуске приложений в режиме совместимости.

• Классический — минимальные требования к системе, оформление окон в стиле «классической» темы Windows 2000. Доступны различные цветовые схемы, в частности, подобные схемам Windows 2000; пользователь может создавать свои цветовые схемы.

• Пользовательские темы оформления — пользователи, недовольные интерфейсом Windows 7 могут разработать и применить собственный стиль оформления, основанный на одном из вышеперечисленных. Необходимо установить неофициальный патч нарушив при этом EULA, позволяющий применять неподписанные Microsoft темы и визуальные стили оформления системы.[источник не указан 1047 дней]

Удалённые компоненты Из состава Windows 7 были исключены приложения, разработанные для Windows Vista: Inkball, DreamScene, Ultimate Extras, приложения, имеющие аналоги в Windows Live (Почта Windows, Календарь Windows и пр.), технология Microsoft Agent, Windows Meeting Space. Из меню «Пуск» исчезла возможность вернуться к классическому меню, а также автоматическая пристыковка браузера и клиента электронной почты.

Аппаратные требования

Минимальные аппаратные требования для Windows 7[10]

Архитектура 32-bit 64-bit Процессор 1 ГГц IA-32 1 ГГц x86-64

Оперативная память (RAM) 1 Гб 2 Гб

Видеокарта

Видеоадаптер с поддержкой DirectX 9 и WDDM версии 1.0 и старше.

(не является абсолютной необходимостью — требуется только для Aero)

66

Свободное место на Жёстком диске 16 Гб свободного места 20 Гб свободного места

Оптический привод DVD-ROM привод[11] (Только для установки с DVD)

• Windows 7 хоть и содержит обширную базу данных драйверов для многих устройств, но поддерживает меньшее их количество, по сравнению с Windows XP. В частности, в базе нет драйверов на многие устройства, выпущенные до 2005 года. С одной стороны, это связано с технологией Windows Aero, которая требует видеоадаптер как минимум с 128 МБ памяти и поддержкой DirectX 9.0 (Shader Model 2.0), с другой — драйверы на видеокарты Geforce серии FX (5200-5900) также отсутствуют в комплекте, несмотря на то, что данное поколение уже поддерживает DirectX 9.0. Также в комплекте поставки отсутствуют драйверы на многие устаревшие модели звуковых карт и на большинство встроенных аудиокодеков стандартаAC97.

• Несмотря на то что официально для установки Windows 7 требуется как минимум 1 ГБ ОЗУ, данная система успешно устанавливается на компьютеры с меньшим его объёмом, например, 512 МБ (но для стабильной работы нужно выключить графические эффекты), т.к Windows 7 была создана на основе предыдущей ОС Windows Vista, которая официально требовала именно 512 МБ ОЗУ.

• Кроме того, в интернете довольно большое распространение получили пиратские Lite-версии Windows 7, устанавливающиеся на компьютеры с объёмом 128—256 МБ ОЗУ (официальные версии Windows 7 требуют как минимум 512 МБ ОЗУ и отказываются устанавливаться при меньшем объёме).

Обратная совместимость

Пример мягкой блокировки программы Daemon Tools

Так как Windows 7 сохранила совместимость с Windows Vista, а к моменту выпуска Windows 7 критическая масса необходимых пользователям приложений и драйверов были перевыпущены с учетом совместимости под Windows Vista — практически все они также корректно работают под Windows 7.

Кроме того, через Windows Update распространяются обновления, обеспечивающие совместимость с более старыми приложениями и драйверами. Также эти обновления могут не давать программе установиться или запуститься, если она имеет статус жёсткой блокировки. Мягкая блокировка даёт программе запуститься, однако выводит сообщение о том, что пользователь может испытывать проблемы с запуском.

Также в состав Windows 7 включена программа, которая может помочь решить проблемы совместимости Выполнение программ, предназначенных для предыдущих версий Windows.

67

Для пользователей профессиональных редакций бесплатно распространяется специальный пакет виртуализации XP Mode, который позволяет запускать приложения в виртуальной машине Windows XP в среде Windows 7.

Редакции Windows 7 имеет шесть редакций: 1) Начальная (Starter; обычно предустановлена на нетбуках), 2) Домашняя базовая (Home Basic), 3) Домашняя расширенная (Home Premium), 4) Профессиональная (Professional), 5) Корпоративная (Enterprise; для продажи крупным корпоративным клиентам), 6) Максимальная (Ultimate).

Начальная редакция (Windows 7 Starter) распространяется исключительно в версии OEM и не включает в себя предустановленной функциональной части для проигрывания H.264, AAC, MPEG-2. Домашняя базовая — предназначена исключительно для выпуска в развивающихся странах, в ней нет интерфейса Windows Aero с функциями Peek, Shake, и некоторых других функций. Также в ней есть те же ограничения на просмотр, что и в начальной редакции. В профессиональной, корпоративной и максимальной версиях существует поддержка XP Mode.

Кроме этого, согласно требованиям Еврокомиссии, для продаж в Европе планировалась специальная версия всех редакций с индексом «Е» (Windows 7 Е) — без предустановленного браузера Internet Explorer, однако она снята с продажи.

Одной из причин снятия с продаж является недовольство партнёров и OEM-производителей отсутствием браузера в изначальной комплектации.[12] Всем, кто выполнил пред-заказ версии с индексом «Е», было предложено заказать обновление или заказать полную версию с 1 сентября 2009 года.[13]

Тем не менее, в течение 5 лет планируется заменить встроенный Internet Explorer опциональным. В настоящее время данная схема согласована с Еврокомиссией.[14]

Все редакции, кроме начальной существуют как в 32-битной, так и в 64-битной версиях.[15]

Максимальный объём оперативной памяти для 32-битных версий ограничен 4 Гб, Начальная редакция поддерживает до 2 Гб. Однако на практике пользователю часто доступен меньший объём, из-за аппаратных ограничений часто невозможно реализовать функцию режима PAE.[16][17][18] Поддержка более крупных объёмов памяти доступна только для 64-битных версий.[19][20][21][22]. Они поддерживают до 8 Гб («Домашняя базовая»), до 16 Гб («Домашняя расширенная»), все старшие версии могут адресовать до 192 Гб оперативной памяти.

Бесплатная 90-дневная версия Windows 7 Корпоративная доступна для ИТ-специалистов, желающих познакомиться с Windows 7 в рамках организации.[23] С 31 января 2013 года её нельзя активировать.

«Семейная лицензия» (Family Pack) с правом установки лишь на три компьютера стоит в США 150 долл.[39]. В качестве редакции ОС для «семейной» лицензии выбрана Windows 7 Домашняя расширенная[40], для других редакций «семейная» лицензия неприменима.

«Семейная лицензия» также продаётся в России[41]. Microsoft неоднократно акцентировала внимание на ограниченности предложения. В настоящее время Family Pack исчез из розничных магазинов и крупнейших интернет-магазинов, некоторые магазины продают его уже по $250—290.[42]

68

История разработки Кодовое название Blackcomb принадлежало Windows NT 6.0, операционной системе, которая, как планировалось, станет следующей после Windows XP. Blackcomb должна была стать преемником этой ОС как для настольных, так и для серверных рабочих станций. В конце 2001 года выпуск Blackcomb запланировали на 2005 год, а в августе 2002 года было объявлено о том, что промежуточной версией станет Windows Longhorn, которая будет обновлением ядра Windows NT 5.x. В течение разработки Windows Longhorn в неё были добавлены некоторые функции Blackcomb и присвоен номер 6.0. Blackcomb была окружена неразберихой, связанной с некоторыми сообщениями о том, что планы по маркетингу были сильно пересмотрены и что она должна быть серверной ОС Windows 6.x, но с улучшениями.[43]

В январе 2006 года Microsoft объявила, что новой клиентской ОС будет Vienna, выход которой был запланирован на 2010 год.[44][45]

В марте 2006 года стало известно, что наследницей Windows Vista будет Fiji, выход которой был запланирован на 2008 год[46]. В 2008 году, в результате жалоб фиджийцев на то, что новая ОС будет носить имя их страны, стали известны новые сведения оFiji.[47] По словам фиджийцев[обтекаемые выражения], Бен Грин сказал, что в Fiji будут добавлены новые телевизионные форматы, поддержка интерактивных служб и улучшения пользовательского интерфейса для Windows Media Center. Вполне вероятно, во включённую в состав Windows 7 программу Windows Media Center уже добавлены изменения, которые должны были быть в Fiji.

24 июля 2007 года корпорация Microsoft официально сменила кодовое название Vienna на Windows 7.[48] Номер Windows 7 в линейке NT, в которой она будет находиться — 6.1 (в своё время системы этого семейства получили номера: Windows 2000 — 5.0, Windows XP — 5.1, Windows Server 2003 — 5.2, Windows Vista — 6.0, Windows Server 2008 — 6.0). 13 октября 2008 годавице-президент Microsoft Майк Нэш сообщил, что кодовое имя Windows 7 и станет официальным названием новой версии.[49]

Критика Windows 7 Сразу после появления на рынке в 2009 году, Windows 7 критиковалась за более медленную, относительно Windows XP, работу приложений (по результатам тестов на 2-4 %)[54]. Усложнением ОС, повлёкшим более высокие системные требования, увеличение энергопотребления и снижение времени работы батарей нетбуков на 2-8 % (а в некоторых случаях до 30 %), по сравнению с Windows XP.[55][56]

Фонд свободного программного обеспечения развернул кампанию Семь грехов Windows 7 (Windows 7 Sins (англ.)). Это игра слов, которую можно понять как семь грехов Windows или грехи Windows 7. В ней приведены 7 доводов — в частности, опасения, что в Windows 7 используются технологии, позволяющие Microsoft вторгаться в личную жизнь пользователя и опасение, что из-за повсеместного использования DRM возможно замыкание пользователя на продукцию конкретных поставщиков и, в первую очередь, Microsoft.[57]

Интересные факты

• Windows 7 распространяется на DVD[51] без возможности заказа комплекта CD (как это было ранее с Windows Vista). Однако возможность создать комплект CD-дисков

69

доступна, через утилиту Imagex (через ключ /split) из комплекта для автоматической установки (WAIK) Windows Vista или Windows 7. Также для владельцев нетбуков без DVD-привода распространяются USB-токены с программой установки Windows 7. Однако выяснилось, что эта программа содержит кодGPL. В ноябре 2009 года Microsoft извинилась перед покупателями и пообещала открыть код программы[58] и 10 декабря 2009 года окончательно открыла исходные коды Windows 7 USB/DVD Download Tool под лицензией GPLv2.[59]

• Причиной судебного разбирательства между Alcatel-Lucent, AT&T, Dell и Microsoft в сентябре 2009 года стал метод выбора даты без использования клавиатуры на экране компьютера в Outlook, Microsoft Money и других приложениях Microsoft, запатентованный в 2002 году компанией AT&T.[60]

• В Windows 7, как и в предыдущих ОС от Microsoft, применяется активация лицензионного ключа. Хакеры несколькими путями отключали её, но ещё до релиза, который состоялся 22 октября, был найден метод полного обхода этого механизма с помощью перепрошивки BIOS компьютера. Активация Windows Vista производилась таким же образом, так что фактически активация Windows 7 была взломана ещё до своего появления, так как было очевидно, что её механизм не претерпит значительных изменений.[61] Через несколько месяцев после выхода ОС было выпущено обновление KB971033, при установке которого происходила блокировка нелицензионной версии Windows 7, однако через некоторое время был разработан способ его обхода.

• Время обновления с Windows Vista до Windows 7 варьируется от 30 минут до 20 часов. • Windows 7 и 2008 R2 — первая пара домашней и серверной версий ОС, вышедших одновременно. В случае с Windows ХР и Windows Vista серверная редакция появилась позже.

• Для некоторых версий Windows 7 поддерживается возможность даунгрейда до Windows XP. Дело в том, что Windows XP официально уже нет в продаже, а далеко не все офисные компьютеры удовлетворяют минимальным системным требованиям Windows 7.

• Даунгрейд до Windows XP продлён до 2020 года.[62] • В финальной версии Windows 7 нет известных «пасхальных яиц», хотя стандартные обои бета-версий содержали одно из них (рыба Betta Splendens).

• Есть возможность активировать так называемый «Режим Бога», если на рабочем столе создать папку с именем GodMode.{ED7BA470-8E54-465E-825C-99712043E01C}. Он позволяет управлять всеми настройками Windows из удобного графического меню[63].

70

Лекция 5. Операционные оболочки. Файловые менеджеры.

1. Назначение операционных оболочек

Оболочка операционной системы (от англ. shell – оболочка) – интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с пользователем: интерфейс командной строки (CLI) и графический пользовательский интерфейс (GUI). 2. Основные характеристики Командный интерпретатор Для обеспечения интерфейса командной строки в ОС часто используются командные интерпретаторы, которые могут представлять собой самостоятельные языки программирования, с собственным синтаксисом и отличительными функциональными возможностями. В операционные системы MS-DOS и Windows 9x включён командный интерпретатор command.com, в Windows NT включён cmd.exe. В большом семействе командных оболочек UNIX популярны bash, csh, ksh и другие. Как правило, при низкоуровневой настройке ОС у пользователя есть возможность менять командный интерпретатор, используемый по умолчанию. Командный интерпретатор исполняет команды своего языка, заданные в командной строке или поступающие из стандартного ввода или указанного файла. В качестве команд интерпретируются вызовы системных или прикладных утилит, а также управляющие конструкции. Кроме того, оболочка отвечает за раскрытие шаблонов имен файлов и за перенаправление и связывание ввода-вывода утилит. В совокупности с набором утилит, оболочка представляет собой операционную среду, полноценный язык программирования и мощное средство решения как системных, так и некоторых прикладных задач, в особенности, автоматизации часто выполняемых последовательностей команд. Стандартом ISO/IEC 9945 определен язык оболочки, включающий конструкции последовательного (перевод строки, точка с запятой), условного («if», «case», «||», «&&») и циклического («for», «for in», «while», «until») исполнения команд, а также оператор присваивания. Стандартом также определен режим редактирования вводимых команд, являющийся подмножеством команд стандартного текстового редактора («vi»). В современных открытых юниксподобных (unix-like) ОС наиболее распространены такие языки командных интерпретаторов как «bash» и «zsh», реализующие надмножества языка стандартной оболочки. Для альтернативных ОС также доступны реализации этих оболочек. Наряду со стандартными, в открытых ОС применяются также альтернативные оболочки «csh» и «tcsh», отличающиеся синтаксисом управляющих

71

конструкций и поведением переменных. Некоторые альтернативные ОС поставляются с интерпретаторами собственных языков командных файлов (такими, как язык командных файлов ОС «MS-DOS» и «Microsoft Windows NT», язык «REXX» в ОС «OS/2» и т. п.) Некоторые предпочитают пользоваться для автоматизации часто выполняемых последовательностей команд новыми интерпретируемыми языками, например, Перл или Питон. Графические оболочки для OC Windows Последние версии ОС Windows используют в качестве своей оболочки интегрированную среду Проводника Windows. Проводник Windows представляет собой визуальную среду управления, включающую в себя Рабочий стол, Меню пуск, Панель задач, а также функции управления файлами. Ранние версии ОС Windows 3.xx в качестве графической оболочки включают менеджер программ. Многие сторонние разработчики предлагают альтернативные среды, которые могут быть использованы вместо оболочки проводника, включенной по умолчанию компанией Microsoft в систему Windows.

3. FAR Manager

FAR Manager – консольный файловый менеджер для операционных систем семейства Microsoft Windows. Автор программы – Евгений Рошал. С 18 июня 2000 года разработкой FAR Manager занимается группа FAR Group. Евгений Рошал по-прежнему остаётся автором FAR Manager и следит за проектом. Программа бесплатна для некоммерческого использования гражданами стран бывшего СССР, для остальных распространяется как shareware. Программа FAR Manager наследует двухоконную идеологию, стандартную (по умолчанию) расцветку и систему команд (управление с клавиатуры) у известного файлового менеджера Norton Commander. Программа может работать как в оконном, так и полноэкранном режиме. Некоторые недостатки интерфейса, схожие с DOS-программами в оконном режиме (невозможность произвольного изменения текстового разрешения окон, проблемы с закрытием при выключении системы), проявляются в Windows 9x и отсутствуют в семействе Windows NT. FAR поддерживает длинные имена файлов, атрибуты файлов файловой системы NTFS, различные кодировки текстов, может использовать системные функции для копирования файлов, имеет многоязычный интерфейс и систему помощи.

72

FAR Manager Возможности FAR существенно расширяются благодаря плагинам различного назначения:

• управление принтерами, как подключёнными к ПК, так и сетевыми; • подсветка синтаксиса в исходных текстах программ; • работа с FTP-серверами (с поддержкой доступа через различные типы прокси, автоматической докачкой и прочее);

• работа с SFTP-серверами (плагин WinSCP); • поиск и замена символов одновременно во множестве файлов с применением регулярных выражений;

• средства переименования групп файлов с возможностью использования сложных составных масок из символов подстановки и шаблонов;

• NNTP/SMTP/POP3/IMAP4 клиенты и отправка сообщений на пейджер; • работа при нестандартных размерах текстового экрана; • перекодировка текстов с учётом национальных кодовых таблиц; • манипуляции с содержимым корзины; • управление приоритетами процессов на локальном или на сетевом ПК; • автозавершение слов в редакторе и работа с шаблонами; • редактирование системного реестра Windows; • создание и изменение ярлыков Windows; • всевозможные манипуляции с файлами и текстом, делающие комфортной работу с фидонетовскими материалами;

• кодирование и декодирование файлов в формате UUE; • симметричное и асимметричное шифрование файлов; • управление программой Winamp и модификация комментариев MP3-файлов;

• просмотр и редактирование содержимого ресурсов различных игр; • работа с различными серверами через ODBC + работа с серверами Oracle через OCI;

• управление службой RAS;

73

• запуск внешних программ (компиляторов, конвертеров и прочих) при редактировании текстов в редакторе FAR;

• отображение содержимого файлов справки Windows (.hlp и .chm); • калькуляторы с разными возможностями; • различные игры; • функции проверки орфографии при обработке текста в редакторе FAR; • работа с файл-образами дисков для ZX Spectrum; • подготовка каталога сменных накопителей и многое другое.

Некоторые важные плагины (например, для работы с FTP, печати, сравнения файлов, работы с архивами, сетью) входят в поставку FAR. Но подавляющее большинство плагинов доступно для скачивания в интернете, пользователь может устанавливать их в соответствии со своими задачами. В настоящее время насчитывается более 700 плагинов для FAR.

4.Total Commander изначально создавался для работы с файлами. У нас на экране будет два окна с списком папок и файлов, можно одновременно видеть два диска, например C и D. Причем, просматривать или искать файлы и папки, а также перетаскивать их между дисками куда удобнее, чем пользоваться встроенным проводником Windows.

После установки Total Сommander имеет вот такой вот вид:

74

Изменить диски можно мышкой или клавиатурой, нажав Alt+F1 или Alt+F2 для левой и правой панели тотала соответственно. Или же выбрать диски на верхней панели:

В двухпанельном отображении намного удобнее копировать или перемещать файлы. В одной панели ставим откуда копировать – в другой панели куда копировать.

Внизу есть панель, где подписаны основные операции и горячие клавиши для этих операций. Перемещение между двумя панелями осуществляется клавишей TAB.

Давайте пробежимся по настройкам этого менеджера файлов, где можно будет много чего подкрутить и приукрасить. Для этого нужно будет из верхнего меню выбрать «Конфигурация» — «Настройка». На первой вкладке сосредоточены одни из самых важных настроек, определяющих внешний вид и функциональные возможности окна файлового менеджера:

Как видите здесь все просто. Достаточно будет снять или установить галочку, после чего нажать на кнопку «Применить» и изменения внесены. Я думаю Вы разберетесь с настройками

самостоятельно.

75

Основные возможности Total Commander (Тотал Коммандер)

Тотал Командер позволяет удобным для пользователя способом сортировать, удалять, копировать и просматривать информацию о всех файлах находящихся на вашем компьютере

или же на сетевых дисках. Но кроме этого Total Commander умеет и имеет много чего полезного:

1. Поиск по файлам в Тотал Командере (Alt+F7) во многом превосходит аналогичный поиск средствами операционной системы. Вебмастерам будет особенно полезен поиск по

содержимому файлов или поиск нужного файла в папках движка сайта (Joomla), который формирует Html код того или иного участка вебстраницы. Мне это очень помогает при поиске

куска кода для правки.

Если будете осуществлять поиск по файлам на русском, то не забудьте поставить галочку в

поле «UTF 8».

2. FTP клиент (CTRL+F) интегрированный в этот файловый менеджер позволяет подключаться к вашему сайту по протоколу ФТП и работать с его файлами точно так, как

будто бы они находятся на вашем компьютере. Для выбора подключения достаточно будет нажать CTRL+F, а если еще ни одного соединения вы не настроили, то в открывшемся окне

просто нажмите на кнопку «Добавить».

76

Настройки мало чем отличаются от описанного мною FileZilla, но по информации из интернета в Total Commander есть проблема с сохранностью паролей. Поэтому я использую

файлзилу.

3. Показать все файлы без подкаталогов (Ctlr+B) — если вам лень лазать по всем подпапкам открытой в одной из панелей Total Commander папки, то можете воспользоваться

этой функцией. При желании потом можно будет эти все файлы скопировать (переместить) в какую-либо папку открытую на соседней панели.

4. Групповое переименование (Ctlr+M) — выделите на любой панели нужное количество файлов, которые нужно будет переименовать по определенной маске. Инструмент очень

навороченный и с помощью него можно творить чудеса:

5. Внутренние ассоциации — доступно из меню «Файлы». Все файлы, которые вы открываете из Total Commander с помощью двойного клика можно ассоциировать (настроить

их открытие) с любыми программами на вашем компьютере. И это можно сделать вразрез с тем, какие у вас настроены ассоциации в системе.

6. Вы сможете упаковывать, (Alt+F5) распаковывать (Alt+F9) и проверять (Alt+Shift+F9) архивы с помощью архивных плагинов установленном в

файловом менеджере. Входить в архивы можно как в обычные папки, что очень удобно.

7. В меню «Вид» вы можете настроить различные способы отображения файлов и папок. По умолчанию используется подробный режим, но менее давящим на мозг является,

на мой взгляд, «краткий». Для просмотра превьюшек изображений можно использовать режим «Просмотр эскизов» (их размер задается в настройках Тотал Коммандера). Конечно

же, для просмотра и работы с фотографиями лучше будет использовать специализированные программы (например бесплатный обозреватель XnView), но иногда запускать для этого

отдельное приложение бывает не целесообразно.

Это минимальный обзор основных возможностей Total Commander (Тотал

Коммандер).

77

Подключаем редактор Notepad++ для редактирования по умолчанию в Total Commander (Тотал Коммандер)

Как я уже говорил, лучшим редактором текстовых файлов является Notepad++. Так как

сделать его редактором по умолчанию в Тотал Коммандере. Все просто. Заходим в верхнем меню в Конфигурацию – Настройка. Ищем Правка/Просмотр.

Выбираем Программу-редактор. Откроется окно выбора пути, где нужно найти Notepad++ (у меня в C:\Program Files (x86)\Notepad++\notepad++.exe) и выбрать сам файл программы

Теперь редактирование и по умолчанию, и по нажатию F4 будет происходить в Notepad ++

Итак подведем итоги. Все что я рассказал лишь малая толика тех огромных возможностей, которая имеет Total Commander (Тотал Коммандер). Грамотная настройка Тотал

Коммандер дает сколько возможностей, что их изучение займет определенное время. Русский хелп можно почитать онлайнhttp://flint-inc.ru/tchelp/, сообщество поклонников (с

множеством советов) можно найти по адресуwincmd.ru.

78

Лекция №9. Прикладное ПО общего назначения

1. Прикладное ПО

Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке — вспомогательные программы.

Определение

К прикладному программному обеспечению (application software) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки — пример прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

Классификация:

По типу:

программные средства общего назначения:

• Текстовые редакторы • Текстовые процессоры • Системы компьютерной вёрстки • Графические редакторы • СУБД • Электронные таблицы • Веб-браузер • программные средства развлекательного назначения • Медиаплееры • Компьютерные игры

программные средства специального назначения:

• Экспертные системы • Трансляторы • Мультимедиа приложения (Медиаплееры, программы для создания и редактирования видео, звука, text-to-speech и пр.)

79

• Гипертекстовые системы (Электронные словари, энциклопедии, справочные системы)

• Системы управления содержимым

профессиональные программные средства:

• САПР • АРМ • АСУ • АСУ ТП • АСНИ • Геоинформационные системы • Биллинговые системы • CRM • CTRM/ETRM — системы управления складом • SRM (Supplier Relationship Management) — системы управления взаимоотношениями с поставщиками

• BI (Business Intelligence) — Аналитические Системы • DMS (Document Management System) — СЭД (Системы Электронного Документооборота)

• CMS (Content Management System) — Системы Управления Содержанием (контентом)

• WMS (Warehouse Management System) — СистемыУправленияСкладом (СУС)

• ERP-системы — системы планирования ресурсов предприятия • EAM-системы — системы управления основными фондами предприятия

• MRM-системы — системы управления маркетинговыми ресурсами • MES-системы — системы оперативного (цехового) управления производством и ремонтами

• Интеграционные шины данныx (ESB)

По сфере применения

Прикладное программное обеспечение предприятий и организаций. Например, финансовое управление, система отношений с потребителями, сеть поставок. К этому типу относится также ведомственное ПО предприятий малого бизнеса, а также ПО отдельных подразделений внутри большого предприятия. (Примеры: Управление транспортными расходами, Служба IT поддержки)

Программное обеспечение инфраструктуры предприятия. Обеспечивает общие возможности для поддержки ПО предприятий. Это системы

80

управления базами данных, серверы электронной почты, управление сетью и безопасностью.

Программное обеспечение информационного работника. Обслуживает потребности индивидуальных пользователей в создании и управлении информацией. Это, как правило, управление временем, ресурсами, документацией, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, программы-клиенты для электронной почты и блогов, персональные информационные системы и медиа редакторы.

Программное обеспечение для доступа к контенту. Используется для доступа к тем или иным программам или ресурсам без их редактирования (однако может и включать функцию редактирования). Предназначено для групп или индивидуальных пользователей цифрового контента. Это, например, медиа-плееры, веб-браузеры, вспомогательные браузеры и др.

Образовательное программное обеспечение по содержанию близко к ПО для медиа и развлечений, однако в отличие от него имеет четкие требования по тестированию знаний пользователя и отслеживанию прогресса в изучении того или иного материала. Многие образовательные программы включают функции совместного пользования и многостороннего сотрудничества.

Имитационное программное обеспечение. Используется для симуляции физических или абстрактных систем в целях научных исследований, обучения или развлечения.

Инструментальные программные средства в области медиа. Обеспечивают потребности пользователей, которые производят печатные или электронные медиа ресурсы для других потребителей, на коммерческой или образовательной основе. Это программы полиграфической обработки, верстки, обработки мультимедиа, редакторы HTML, редакторы цифровой анимации, цифрового звука и т. п.

Прикладные программы для проектирования и конструирования. Используются при разработке аппаратного и программного обеспечения. Охватывают автоматизированное проектирование (computer aided design — CAD), автоматизированный инжиниринг (computer aided engineering — CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной среды разработки (Integrated Development Environments).

81

2. Классификация ПО

3. Текстовые редакторы и текстовые процессоры

Текстовые данные являются наиболее распространенным видом данных при работе с компьютером. Для работы с текстом используют два основных класса программного обеспечения:

• текстовые редакторы • текстовые процессоры.

Текстовые редакторы служат в основном для ввода и редактирования (правки) текста. Они не имеют средств для оформления внешнего вида документа и применяются в тех случаях, когда эти средства являются лишними и отвлекают от творческой работы или не нужны (например, при подготовке документов, пересылаемых по электронной почте). При использовании текстового редактора создается текстовый файл, который содержит только коды символов, которые были введены. Это означает, что все текстовые редакторы работают с текстом одинаково. Текст, введенный в

82

одном редакторе, можно редактировать другим редактором, не испытывая при этом никаких затруднений.

Текстовые процессоры используют в тех случаях, когда имеет значение не только содержание текста, но и его внешний вид (например, при подготовке официальных документов). Текстовый процессор позволяет управлять оформлением текста при его выдаче на экран или принтер. Документ, созданный текстовым процессором, содержит не только текст, но и информацию о том, как он должен быть оформлен. Эта информация заключена в невидимых кодах, которые не печатаются ни на экране, ни на бумаге, но влияют на то, как происходит печать. Разные текстовые процессоры используют для оформления текста разные коды (говорят – документы имеют разные форматы). Поэтому перенос форматированных текстовых документов из одного текстового процессора в другой не всегда возможен и не всегда прост. В тех случаях, когда такой перенос сделать не удается, переносят только текст, без кодов форматирования (говорят – перенос с потерей форматирования), после чего вновь оформляют текст в новом текстовом процессоре.

4. Механизм слияния документов

Обзор слияния

Многие документы, создаваемые в MS Word, должны удовлетворять каким-либо стандартам расположения содержания (бланки, почтовые наклейки, конверты каталоги). Эти документы содержат некоторые одинаковые слова или фразы, к которым в каждом экземпляре приписывается специфическое содержание. Для создания таких документов в MS Word существует специальный метод, называемый слияние документов. Метод слияние документов использует два вида документов:

• основной документ, • источник данных.

Основной документ – документ, содержащий элементы (слова, фразы, рисунки, графики и др.), имеющие стандартное расположение и повторяющиеся в отдельных экземплярах. Основной документ может иметь вид бланка, почтовой наклейки, конверта, каталога и др.

Источник данных - документ, содержащий данные, которые переносятся в основной документ. При этом создается экземпляр документа. Источник данных может быть в виде текста, электронной таблицы, таблицы базы данных и др.

83

Слияние реализуется в три этапа:

• подготовка источника данных; • подготовка основного документа; • слияние в новый документ.

Источники данных могут быть практически любого типа, включая:

• таблицу Word, • список контактов Microsoft Outlook, • электронную таблицу Excel, • базу данных Microsoft Access, • текстовый файл ASCII.

Если необходимые данные не были сохранены в каком-либо источнике данных, Word поможет шаг за шагом выполнить настройку таблицы Word, содержащей имена, адреса и другие данные.

Некоторые особенности источников данных:

• таблицы должны содержать строку заголовков; • в электронной таблице первая строка должна содержать строку заголовков;

• в текстовом файле следует ввести разделители полей и записей.

При подготовке основного документа можно выбрать в меню:

• MS OfficeXP • Сервис --> Письма и рассылки --> Показать панель инструментов слияния

• MS Office2000 • Сервис --> Слияние

На появившейся панели инструментов следует указать источник данных, поля и записи для заполнения подготовленного шаблона. Следует вставить в основной документ поля слияния. Эти поля указывают Microsoft Word, куда следует вставлять сведения из источника данных.

Слияние в новый документ

Выполните слияние источника данных и основного документа. При этом каждая строка (или запись) источника данных порождает отдельный документ на бланке, почтовую наклейку, конверт или элемент каталога. Составные документы можно напечатать или разослать по адресам электронной почты или отправить по номерам факсов. Кроме того, составные

84

документы могут быть объединены в новом документе для последующего просмотра и печати.

Более подробную информацию можно найти в справке MS Word.

5. Основные объекты и события в текстовом процессоре

Текстовый процессор — вид прикладной компьютерной программы, предназначенной для производства (включая набор, редактирование, форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Иногда текстовый процессор называют текстовым редактором второго рода.

Текстовыми процессорами в 1970-е — 1980-е годы называли предназначенные для набора и печати текстов машины индивидуального и офисного использования, состоящие из клавиатуры, встроенного компьютера для простейшего редактирования текста, а также электрического печатного устройства. Позднее наименование «текстовый процессор» стало использоваться для компьютерных программ, предназначенных для аналогичного использования.

Текстовые процессоры, в отличие от текстовых редакторов, имеют больше возможностей для форматирования текста, внедрения в него графики, формул, таблиц и других объектов. Поэтому они могут быть использованы не только для набора текстов, но и для создания различного рода документов, в том числе официальных. Классическим примером текстового процессора является Microsoft Word.

Современный текстовый процессор Microsoft Word предназначен для создания, просмотра, модификации и печати текстовых документов, предусматривает выполнение операций над текстовой и графической информацией. С помощью Word можно быстро и с высоким качеством подготовить любой документ — от простой записки до оригинал-макета сложного издания.

Word дает возможность выполнять все без исключения традиционные операции над текстом, предусмотренные в современной компьютерной технологии:

— набор и модификация неформатированной алфавитно-цифровой информации;

— форматирование символов с применением множества шрифтов TrueType разнообразных начертаний и размеров;

— форматирование страниц (включая колонтитулы и сноски);

85

— форматирование документа в целом (автоматическое составление оглавления и разнообразных указателей);

— проверка правописания, подбор синонимов и автоматический перенос слов.

В процессоре Word реализованы возможности новейшей технологии связывания и внедрения объектов, которая позволяет включать в документ текстовые фрагменты, таблицы, иллюстрации, подготовленные в других приложениях Windows.

MS Word — одна из первых общедоступных программ, которая позволяет выполнять многие операции верстки, свойственные профессиональным издательским системам, и готовить полноценные оригинал-макеты для последующего тиражирования в типографии.

MS Word — это уникальная коллекция оригинальных технологических решений, которые превращают нудную и кропотливую работу по отделке текста иногда в увлекательное, а иногда даже в успокаивающее занятие. Среди таких решений — система готовых шаблонов и стилей оформления, изящные приемы создания и модификации таблиц, функции автотекста и автозамены, копирование формата, пользовательские панели инструментов, макроязык и многие другие

Недостатки:

• высокая трудоемкость при вводе сложных математических выражений и химических формул

• не предназначен для изготовления полиграфической продукции особо сложной структуры (атласов, альбомов, журнальных обложек), а также для редактирования высококачественных иллюстраций.

Для работы с файлами существуют следующие функции:

• создание нового файла (можно создавать новые документы при помощи специальных шаблонов; в частности, в Word включены шаблоны стандартных писем, поздравительных записок, отчетов, факсов и ряд других офисных документов);

• открытие для редактирования уже существующих файлов; • возможность одновременного открытия и работы с большим количеством документов;

• печать файлов с возможностью предварительного просмотра и установкой желаемых параметров страниц (ширина полей, размеры бумаги и пр.);

• возможность просмотра нескольких последних открытых документов;

86

• возможность отправки готового документа непосредственно из Microsoft Word на факс и по электронной почте (в обоих случаях необходимо, чтобы компьютер пользователя был оснащен модемом).

Редактирование текста осуществляется с помощью следующих функций:

• выделение, копирование и вставка нужного фрагмента текста; • вставка объектов, не являющихся текстом в формате Microsoft Word

(например, включение в текст графических изображений, электронных таблиц и графиков, звуков, видеоизображений и т.д.);

• вставка в документ номеров страниц, даты и времени, сносок, специальных символов и пр.;

• возможность нахождения, перехода, замены нужного слова текста, строки, раздела, страницы и пр.;

• возможность повтора или отмены последнего действия, произведенного с текстом;

• расширенные возможности форматирования документа. В отличие от Word Pad, Word допускает выравнивание документа по обоим краям, многоколоночную верстку;

• использование стилей для быстрого форматирования документа.

Кроме перечисленных возможностей программа предлагает некоторый набор сервисных функций, таких как:

• проверка орфографии и грамматики, в том числе фоновая – по мере введения текста;

• подбор синонимов слов (пункт меню «Тезаурус»); • расстановка переносов в тексте документа; • определение статистических данных документа (число символов, слов, строк, абзацев, страниц);

• работа с макросами и шаблонами документов.

Также в программе имеется большой набор функций по работе с таблицами и графикой, объемная система помощи (справочная система) и многое, многое другое.

Работа в Word относится к области технологии обработки текста.

Основные функции Word

1. Создание и редактирование текста и сохранение его в виде файла *.doc. Поиск файла на диске и считывание его с диска.

2. Проверка лексики и поиск ошибок орфографии.

87

3. Разбивка текста на страницы.

4. Форматирование текстов.

5. Создание оглавления документа.

6. Работа с окнами (многооконный режим).

7. Распечатка файлов (не только *.doc, но и *.txt, *.wri).

8. Внедрение объектов в файл и удаление объектов из файла.

9. Создание рисунков и вставка рисунков в файл. Использование библиотеки CLIPART готовых рисунков формата *.wmf и вставка их в файл.

10. Вставка в файл диаграмм и научных формул (математических, химических).

11. Изменение вида и размера шрифтов.

12. Выделение участков текста (блоков) и их перенос на новое место или удаление. Обрамление участков текста.

13. Создание электронных таблиц и вставка их в файл.

Изменение числа столбцов и строк в электронных таблицах.

14. Выполнение математических вычислений и создание баз данных в

электронных таблицах.

15. Создание макрокоманд и программирование на языке Word Basic.

Макрокоманда - укрупнённая команда, действие которой эквивалентно выполнению цепочки более мелких команд (объединяет несколько последовательно выполняемых команд в одну). Макрокоманда (макрос) -предложение языка, идентифицирующее набор простейших команд.

Макрос представляет записаннуюю комбинацию клавиш, сохраняемую под определённым именем для многократного использования. Макросы позволяют автоматизировать наиболее часто повторяющиеся операции.

Кроме клавишных макросов есть языковые макросы на языке Word Basic.

Помимо редактора Word, макросы создают в электронных таблицах Excel.

16. Создание эмблем, этикеток, конвертов писем.

88

17. Вставка в файл текстовых спецэффектов, видеоклиппов, звуковых и мультимедийных файлов.

18. Просмотр текста перед печатью. Увеличение участков текста для просмотра.

19. Текстовый процессор Word имеет обширную справочную систему, что позволяет пользователю быстро получить необходимую помощь.

Основные понятия технологии обработки текстовой информации

Текстовые редакторы — это программы для создания, редактирования, форматирования сохранения и печати документов. Современный документ может содержать, кроме текста, и другие объекты (таблицы, диаграммы, рисунки и т. д.).

Более совершенные текстовые редакторы, имеющие целый спектр возможностей по созданию документов (например, поиск и символов, средства проверки орфографии, вставка таблиц и др.), называют иногда текстовыми процессорами. Примером такой программы является Word из офисного пакета Microsoft Office.

Мощные программы обработки текста — настольные издательские системы — предназначены для подготовки документов к публикации. Пример подобной системы — Adobe PageMaker.

Редактирование – преобразование, обеспечивающее добавление, удаление, перемещение или исправление содержания документа. Редактирование документа обычно производится путем добавления, удаления или перемещения символов или фрагментов текста.

Объектно-ориентированный подход дает возможность реализовывать механизм встраивания и внедрения объектов (OLE — Object Linking Embedding). Этот механизм позволяет копировать и вставлять объекты из одного приложения в другое. Например, работая с документом в текстовом редакторе Word, в него можно встроить изображения, анимацию, звук и даже видеофрагменты и таким образом из обычного текстового документа получить мультимедиа-документ.

Форматирование — преобразование, изменяющее форму представления документа. В начале работы над документом целесообразно задать параметры страницы: ее формат (размер), ориентацию, размер полей и др.

Форматирование абзаца. Абзац является одним из основных объектов текстового документа. В компьютерных документах абзацем считается любой текст, заканчивающийся управляющим символом (маркером) конца

89

абзаца. Ввод конца абзаца обеспечивается нажатием клавиши {Enter} и отображается символом ¶.

В процессе форматирования абзаца задаются параметры его выравнивания (выравнивание отражает расположение текста относительно границ полей страницы), отступы (абзац целиком может иметь отступы слева и справа) и интервалы (расстояние между строк абзаца), отступ красной строки и др.

Форматирование символов. Символы - это буквы, цифры, пробелы, знаки пунктуации, специальные символы, такие как @, *, &. Символы можно форматировать (изменять их вид), задавая шрифт, размер и начертание.

Шрифт - полный набор символов определенного начертания, включая прописные и строчные буквы, знаки препинания, специальные символы, цифры и знаки арифметических действий. Для каждого исторического периода и разных стран характерен шрифт определенного рисунка. Каждый шрифт имеет свое название, например Times New Roman, Arial, Courier и др.

По способу представления в компьютере различаются шрифты растровые и векторные. Для представления растровых шрифтов служат методы растровой графики, символы шрифта - это группы пикселей. Растровые шрифты допускают масштабирование только с определенными коэффициентами.

В векторных шрифтах символы описываются математическими формулами и возможно произвольное их масштабирование. Среди векторных шрифтов наибольшее распространение получили шрифты типа True Type.

Размер шрифта. Единицей измерения размера шрифта является пункт (1 пт = 0,376 мм). В текстовом редакторе Word по умолчанию используется шрифт Times New Roman размером 12 пт. Ниже приведены примеры представления текста с помощью шрифта различного размера:

Начертание. Кроме нормального (обычного) начертания символов обычно применяют полужирное, курсивное и полужирное курсивное.

Формат файла определяет способ хранения текста в файле. Простейший формат текстового файла (ТХТ) содержит только символы (числовые коды символов), другие же форматы (DOC, RTF) содержат дополнительные управляющие коды, которые обеспечивают форматирование текста.

Различные кодировки кириллицы

Начиная с конца 60-х годов компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации, и в настоящее время доля персональных компьютеров в мире (и большая часть времени) занята обработкой именно текстовой информации.

90

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту, т. е. I = 1 байт = 8 бит.

Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить какое количество различных символов можно закодировать:

Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т. д.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом - и в компьютер определеннаянная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает одну ячейку.

В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс - декодирование, т. е. преобразование кода символа в его изображение.

Важно, что присвоение символу конкретного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Первые 33 кода (с 0 по 32) обозначают не символы, а операции (перевод строки, ввод пробела и т. д.).

Коды с 33 по 127 интернациональные и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

Коды с 128 по 255 являются национальными, т. е. в национальных кодировках одному и тому же коду отвечают различные символы. К сожалению, в настоящее время существует пять различных кодовых таблиц для русских букв (КОИ-8, СР1251, СР866, Маc, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой.

Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей. Одному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы.

В последнее время появился новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его

91

помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 2 = 65 536 различных символов.

Существует возможность уменьшения отступа или ввода отрицательного значения отступа в группу ^ Отступ в диалоговом окне Абзац (меню Формат).

Текст с выступом. Выступы часто используются для библиографических справок, словарных терминов, выводов, а также маркированных и пронумерованных списков.

Междустрочный интервал

Междустрочный интервал определяет размер вертикального расстояния между строк ми текста. По умолчанию используется одинарный междустрочный интервал. Выбранный междустрочный интервал появится между всеми строками текста в выделенном абзаце или в абзаце, содержащем место вставки.

Издательские системы – используются для подготовки рекламных буклетов, оформления журналов и книг. Они позволяют создавать сложные документы высочайшего качества.

Имеются два основных вида издательских систем. Издательские системы первого вида удобны для подготовки небольших материалов с иллюстрациями, графиками диаграммами, различными шрифтами в тексте. Их используют для подготовки газет, рекламных буклетов и небольших журналов. Примером такой системы является Aldus PageMaker.

Издательские системы второго вида более подходят для подготовки больших документов, например книг. Они обладают теми же возможностями, что и системы первого направления, но для них характерно наличие развитого аппарата параметров размещения текста. Это позволяет легко изменять оформление документа, сохраняя единство стиля, а также автоматизировать процесс верстки. Одним из распространенных систем второго вида является система Venture Publisher. Это универсальная система, может считывать тексты подготовленные в Microsoft Word, сохраняя при этом некоторые параметры форматирования, установленные этим редактором.

Основная операция для чего используются издательские системы – это верстка, т.е. размещение текста по страницам документа, вставка рисунков, оформление текста разными шрифтами и т.д. А режиме ввода и редактирования текста Ventura Publisher и Aldus PageMaker, значительно уступают такому редактору текстов как Microsoft Word.

92

В последнее время некоторые редакторы текстов документов, очень сильно приблизились по своим функциональным возможностям, к издательским системам.

Редакторы научных документов – Существует категория пользователей, специалистов, научных работников, конструкторов, которым необходимо подготавливать документы со сложными математическими, химическими формулами, специальными символами, матрицами, сложными диаграммами. Поэтому для подготовки таких документов были созданы специальные редакторы научных документов.

Представителями таких редакторов является ChiWriter, MathOr, MathWord, TEX.

Использование редакторов текста общего назначения для подготовки текстов с формулами имеет смысл, только если документ содержит относительно немного формул. Для документов с интенсивным использование формул, гораздо эффективнее будет специализированная система.

Как правило, исходным моментом работы с документом является текст, к которому добавляются объекты и фрагменты, различные по своему строению и формату. Работа специалиста-экономиста с документами в первую очередь имеет целью расширение информационной базы принимаемых хозяйственных решений. Поэтому желательно, чтобы при работе с документом основное рабочее время тратилось бы специалистом не на создание документа (набор), а на придание ему требуемого вида и его анализ.

Последнее, достижимо при расширении технологических возможностей редакторов за счет приближения компьютерной технологии работы с документом к человеческой. Справедливость последнего утверждения можно проиллюстрировать на примере различий между Microsoft Word для Windows (Word) и Microsoft Word. В целом Word можно рассматривать как очередной шаг в направлении превращения редактора документов в настольную издательскую систему.

Функциональные возможности большинства современных текстовых редакторов позволяют пользователю выполнять следующие операции:

• набирать текст с клавиатуры; • исправлять символы, вставлять новый символ на место ошибочного; • вставлять и удалять группы символов в пределах строк, не набирая заново всю строку, а сдвигая часть ее влево/вправо в режиме вставки;

93

• копировать фрагмент текста, используя определенную часть памяти — так называемый «буфер» (или «карман», как говорят программисты) для временного хранения копируемых фрагментов текста;

• удалять одну или несколько строк, копировать и перемещать их в другое место текста;

• раздвигать строки набранного текста, чтобы вставить туда новый фрагмент;

• вставлять фрагменты из других текстов, просматривать тексты и обнаруживать встречающиеся в этом тексте слова или группы слов, заранее выделенных пользователем;

• сохранять набранный текст (а при необходимости и все промежуточные варианты этого текста) в виде файла на магнитном диске или другом запоминающем устройстве;

• форматировать текст (т. е. изменять длину строки, межстрочные расстояния, выравнивать текст по краю или середине строки и т. д.);

• изменять шрифты, их размер, делать выделения с помощью подчеркивания или применения различного начертания букв (курсивного, полужирного и т. п.);

• распечатывать подготовленный текст на принтере.

Большинство редакторов текста имеют также режим орфографического контроля текста. В этом случае в памяти компьютера хранится достаточно большой словарь. Благодаря этому становится возможным автоматический поиск орфографических ошибок в тексте и последующее их исправление.

Широкие возможности текстовых редакторов позволили компьютеру практически вытеснить пишущие машинки из делопроизводства, а использование компьютерных издательских систем во многом изменило организацию подготовки рукописи к изданию, автоматизировало труд людей нескольких типографских профессий — верстальщика, наборщика, корректора и др.

Основные функции электронных таблиц

Электронные таблицы.

Назначение и основные функции.

Электронные таблицы (или табличные процессоры) - это прикладные программы, предназначенные для проведения табличных расчетов.

Появление электронных таблиц исторически совпадает с началом распространения персональных компьютеров. Первая программа для работы с электронными таблицами — табличный процессор, была создана в 1979 году, предназначалась для компьютеров типа Apple II и называлась VisiCalc.

94

В 1982 году появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1-2-3, предназначенный для IBM PC. Lotus объединял в себе вычислительные возможности электронных таблиц, деловую графику и функции реляционной СУБД. Популярность табличных процессоров росла очень быстро. Появлялись новые программные продукты этого класса: Multiplan, Quattro Pro, SuperCalc и другие. Одним из самых популярных табличных процессоров сегодня является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office.

Что же такое электронная таблица? Это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач:

Прежде всего, выполнение вычислений. Издавна многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства: многочисленные расчетные ведомости, табуляграммы, сметы расходов и т. п. Кроме того, решение численными методами целого ряда математических задач; удобно выполнять в табличной форме. Электронные таблицы представляют собой удобный инструмент для автоматизации таких вычислений. Решения многих вычислительных задач на ЭВМ, которые раньше можно было осуществить только путем программирования, стало возможно реализовать

Математическое моделирование. Использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ — мгновенный пересчет формул при изменении значений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству, таблица представляет собой удобный инструмент для организации численного эксперимента:

— подбор параметров,

— прогноз поведения моделируемой системы,

— анализ зависимостей,

— планирование.

Дополнительные удобства для моделирования дает возможность графического представления данных (диаграммы);

Использование электронной таблицы в качестве базы данных. Конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы имеют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.

95

В электронных таблицах предусмотрен также графический режим работы, который дает возможность графического представления (в виде графиков, диаграмм) числовой информации, содержащейся в таблице.

Основные типы данных:

числа, как в обычном, так и экспоненциальном формате,

текст – последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов,

формулы. Формулы должны начинаться со знака равенства, и могут включать в себя числа, имена ячеек, функции (математические, статистические, финансовые, текстовые, дата и время и т.д.) и знаки математических операций.

Электронные таблицы просты в обращении, быстро осваиваются непрофессиональными пользователями компьютера и во много раз упрощают и ускоряют работу бухгалтеров, экономистов, ученых.

Именованные области

Именованным диапазоном может быть как одна отдельная ячейка, так и диапазон. Создать можно несколькими способами. Но независимо от метода создания есть общие правила для имен в Excel. Для чего это может быть нужно: обращение к именованному диапазону гораздо удобнее, чем прописывание адреса в формулах и VBA. Например, Вы ссылаетесь на диапазон A1:C10 в своем коде VBA. Затем у Вы переместили эти данные в другое место листа(скажем в диапазон D2:F11). Теперь Вам придется идти в код и менять адрес диапазона. А если бы Вы задали имя диапазону A1:C10(к примеру Диапазон1), то в коде ничего менять не пришлось бы. Вам надо было бы просто обращаться в коде к имени диапазона и это никак не влияло бы на его адрес.

Если Вы при указании диапазона в формуле просто выделяете именованный диапазон, то его имя автоматически подставится в формулу вместо адреса.

Некоторые ограничения, накладываемые на создание имен:

В качестве имени диапазона не может быть использованы словосочетания, содержащие пробел. Вместо него лучше использовать нижнее подчеркивание _ или точку(например Name_1, Name.1);

Первым символом имени должна быть буква, знак подчеркивания (_) или обратная косая черта (\). Остальные символы имени могут быть буквами, цифрами, точками и знаками подчеркивания;

96

Нельзя в качестве имени использовать зарезервированные константы — R, C и RC(как прописные, так и строчные). А нельзя потому, что данные буквы используются самим Excel для адресации ячеек при использовании стиля R1C1. Имена не могут быть такими же, как ссылки на ячейки, например, B$100 или R1C1;

Длина имени не может превышать 255 символов.

Итак, создаем:

Способ первый — обычно при создании простого именованного диапазона я использую именно его. Выделяем ячейку или группу ячеек, имя которым хотим присвоить. Затем щелкаем левой кнопкой мыши в окне адреса(рис.1) и вписываем имя. Жмем Enter. Диапазон создан.

Способ второй- Выделяем ячейку или группу ячеек. Жмем правую кнопку мыши для вызова контекстного меню ячеек. Выбираем пункт — Имя диапазона(рис.2). Появляется диспетчер создания имен(рис.3). В поле Имя вписываете имя диапазона, в поле Область выбираете область действия создаваемого диапазона — Книга, либо Лист. При выборе Лист, созданный именованный диапазон будет доступен только из выбранного листа. При выборе Области Книга созданный диапазон можно будет использовать из любого листа данной книги. В поле Примечание можно записать пометку о созданном диапазоне, например для каких целей Вы планируете его использовать. Позже эту информацию можно будет посмотреть из диспетчера имен(о нем далее). Диапазон — при данном способе создания в этом поле автоматически проставляется адрес выделенного ранее диапазона. Его можно изменить.

Способ третий — жмем Ctrl+F3, либо в 2007-2010 Excel вкладка Формулы-Диспетчер имен-Создать(либо на той же вкладке сразу — Присвоить имя); в 2003 Excel - Вставка-Имя-Присвоить.

Появляется Диспетчер создания имен(рис.3). Далее все так же как во втором способе, но необходимо еще указать Диапазон. Можно просто поставить курсор в поле Диапазон и затем просто выделить диапазон на листе, которому хотите присвоить имя.

Так же можно создавать списки с автоматическим определением его размера. Такие диапазоны называют динамическими.

Виды адресации

Что из себя представляет ссылка в Excel?

97

Ранее мы уже встречались с ссылками, когда задавали тот или иной диапазон, или просто писали формулы. Ссылки выглядели следующим образом: «=A1+A2+B1….» или диапазон «=$A$1:$B$3». Т.е. ссылки(или адреса) ячеек в двухмерной матрице (таблице), где буква это столбец, цифра номер строки. Теперь давайте рассмотрим, какие типы ссылок есть в Excel.

Относительные ссылки

Если при работе с книгой, в формулах Вы поставите ссылку на лист или другие листы этой же книги, то получите относительные ссылки вида «=A1» или «=Лист2!A21». Данный вид ссылок запоминает, на каком расстоянии находится ячейка (ячейки) и при протяжке формул по столбцам или строкам, меняется и адрес в формуле относительно ячейки, в которой прописана формула. Например, в ячейке B3 стоит формула «=С3+D4», то при протяжке формулы в ячейке B3 вниз, вся формула будет изменяться следующим образом:

Абсолютные ссылки

Абсолютные ссылки это прямая противоположность относительным ссылкам. Абсолютная ссылка на ячейку остается неизменной при любых манипуляция с формулой. Записываются абсолютные ссылки следующим образом: «=$C$1+$D$5». В этом случае знак «$» фиксирует столбцы и строки. Теперь если протянуть формулу вниз или в сторону, адреса по-прежнему будут «=$C$1+$D$5». Использование абсолютных ссылок полезно в тех случаях, когда необходимо в расчетах использовать один общий для всех формул параметр, при этом, если этот параметр изменяется, его достаточно исправить только в одной ячейке. Рассмотрим пример, в котором необходимо найти среднесуточную сумму продаж, за месяц, в котором 31 день:

В этом примере были использованы как относительные ссылки, так и абсолютные.

Смешанные ссылки

Смешанный тип ссылок это и абсолютный и относительный тип, вместе взятые. Этот вид ссылок позволяет зафиксировать либо столбец, либо строки и имеет следующий вид: «=$C1+D$5».

Возьмем пример выше, только добавим суммы продаж по месяцам и по каждому месяцу, с учетом дней в месяце, рассчитаем среднюю сумму в день.

Для удобства изменения типа ссылок, в Excel предусмотрена клавиша F4. При указании ссылки (или если формула содержит несколько ссылок,

98

выделите нужную) нажмите F4. При повторных нажатиях, тип ссылки будет изменяться.

Работа с электронной таблицей как с базой данных

Обработка информации в электронных таблицах Excel или списках. Основные понятия и требования к спискам.

Список представляет собой электронную таблицу с большим объемом взаимосвязанной информации (список товаров на складах или список номеров телефонов и адресов абонентов). Список - это набор строк электронной таблицы со взаимосвязанными однотипными данными постоянного формата. Другими словами список - это плоская база данных, а строки и столбцы списка соответствуют записям и полям в базе данных. К спискам в Excel предъявляются более строгие требования, чем к обычным электронным таблицам. Количество столбцов в списке должно быть постоянным, а количество строк переменным. Это позволяет добавлять , удалять или переставлять строки таблицы или записи списка (базы данных).

Наличие пустых строк и столбцов в списке является недопустимым. Данные в списке должны иметь постоянный формат. Первая строка в списке содержит названия столбцов или имена полей как в базах данных.

К средствам, которые предназначены для обработки и анализа данных в списке относятся команды из меню Данные: Сортировка, Фильтр, Форма, Итоги, Проверка. При выполнении этих команд, редактор автоматически распознает список как базу данных и осуществляет обработку и анализ данных в списке как в базе данных.

При применении команды сортировка можно отсортировать записи по одному или нескольким полям. С помощью фильтров (Автофильтра и Расширенного фильтра) можно быстро найти (отфильтровать) необходимые данные в списках по одному, двум или нескольким параметрам поиска. Командой Итоги можно упорядочить данные в списках с помощью итоговых значений.

Для добавления новых записей в список, удаления и поиска существующих записей в списках применяется команда Форма. Для проверки данных при вводе используется средство, которое называется проверкой ввода (команда Проверка).

При создании списка необходимо выполнить определенные требования:

99

Чтобы редактор автоматически распознавал список как базу данных и обрабатывал данные при выполнении команд обработки необходимо на рабочем листе располагать один список

Формат шрифта заголовков (подписей) столбцов или имен полей в списках должен отличаться от формата шрифта записей. Обычно шрифту заголовкам столбцов назначается полужирный шрифт, а ячейкам для заголовков присваивается текстовый формат

Ячейки под заголовками столбцов необходимо отформатировать в соответствии с данными, которые будут вводиться в эти ячейки (например, установить денежный формат, выбрать выравнивание и т.д.)

Для обеспечения автоматического форматирования введенных данных в список целесообразно активизировать команду "Расширение форматов и формул". Для этого необходимо установить флажок "Расширять форматы и формулы в диапазонах данных" в окне диалога "Параметры" на вкладке "Правка", которое открывается командой "Параметры" в меню Сервис.

В списке не должно быть пустых записей (строк) и полей (столбцов), даже для отделения имен полей от записей следует использовать границы ячеек, а не пустые строки

После выполнения подготовительных работ по созданию списка можно переходить к введению данных в список. Более полная информация о работе с таблицей как с базой данных изложена на страничке Обработка данных в списках Excel

Использование автофильтров и пользовательских фильтров

ТАБЛИЧНЫЙ ПРОЦЕССОР EXCEL. ФИЛЬТРЫ, ВИДЫ ФИЛЬТРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Фильтрация — это быстрый способ выделения из списка подмножества данных для последующей работы с ними. В результате фильтрации на экран выводятся те строки списка, которые либо содержат определенные значения, либо удовлетворяют некоторому набору условий поиска, так называемому критерию. Остальные записи скрываются и не участвуют в работе до отмены фильтра.

Выделенное подмножество списка можно редактировать, форматировать, печатать, использовать для построения диаграмм.

100

Excel содержит два варианта фильтрации: автофильтр и усиленный фильтр. Автофильтр осуществляет быструю фильтрацию списка в соответствии с содержимым ячеек или в соответствии с простым критерием поиска. Активизация автофильтра осуществляется командой Фильтр — Автофильтр меню Данные (указатель должен быть установлен внутри области списка). Заглавная строка списка в режиме автофильтра содержит в каждом столбце кнопку со стрелкой. Щелчок раскрывает списки, элементы которого участвуют в формировании критерия. Каждое поле (столбец) может использоваться в качестве критерия. Список содержит следующие элементы.

Все — будут выбраны все записи.

Первые 10 — предназначены для создания нового списка, состоящего из 10 исходных или наибольших значений предыдущего списка. Число 10 устанавливается по умолчанию. При выборе этого элемента раскрывается окно Наложение условия по списку, в котором можно указать число элементов в создаваемом списке; определить, какие по значению элементы следует выбирать (наибольшие или наименьшие); установить численное или процентное ограничение на количество выводимых элементов. Процентное — задается доля выводимых элементов, имеющих наибольшие или наименьшие значения из всего списка.

Условие — предназначено для создания пользовательского критерия отбора при фильтрации. Выбор элемента открывает окно Пользовательский автофильтр, в котором можно задать два условия отбора, объединяя их с помощью логических операторов -и и или.

Элементы, представляющие собой неповторяющиеся значения данного поля из списка и предназначенные для формирования критерия отбора.

Пустые — предназначены для формирования критерия отбора для тех записей из списка, которые не имеют значения в данном поле (т. е. ячейки столбца пустые).

Непустые — предназначены для формирования критерия отбора тех записей из списка, которые имеют значение в данном поле.

Элементы Пустые и Непустые можно использовать, только если в столбце содержатся пустые ячейки.

Установленный фильтр можно удалить. Чтобы удалить фильтр из одного столбца списка, следует выбрать в списке элементов элемент Все. Чтобы удалить фильтры из всех столбцов списка, необходимо выполнить команду Фильтр — Отобразить все меню Данные. Чтобы удалить автофильтр из

101

списка, необходимо повторно выполнить команду Фильтр — Автофильтр меню Данные.

Расширенный фильтр предназначен для фильтрации списка в соответствии с заданными пользовательскими критериями. В отличие от автофильтра критерии расширенного фильтра формируются и располагаются в области рабочего листа. Преимуществами этого способа являются:

• возможность сохранения критериев и их многократного использования;

• возможность оперативного внесения изменений в критерии в соответствии с потребностями;

• возможность располагать результаты фильтрации в любой области рабочего листа.

Таким образом, расширенный фильтр может быть применен, если, во-первых, список содержит заглавную строку, т. е. столбцы списка имеют заголовки, во-вторых, в отдельной области рабочего листа предварительно сформирован критерий отбора. Критерий отбора рекомендуется располагать до списка или после него и отделять от списка пустой строкой. Критерий отбора должен состоять как минимум из двух строк. Первая строка содержит заголовки столбцов, поля которых определяют критерии отбора. Вторая строка содержит условия отбора.

Фильтрация списка с помощью усиленного фильтра выполняется командой Фильтр — Расширенный фильтр меню Данные. В окне команды Расширенный фильтр следует указать:

1) в поле ввода Исходный диапазон — диапазон ячеек, содержащих список;

2) в поле ввода Диапазон условий — диапазон ячеек, содержащих критерий отбора;

3) в поле ввода Поместить результат в диапазон — верхнюю левую ячейку области, начиная с которой будет выведен результат фильтрации;

4) с помощью переключателя Обработка определить расположение результатов фильтрации на рабочем листе:

Фильтровать список на месте — означает, что список остается на месте, ненужные строки скрываются;

Скопировать результаты в другое место — позволяет расположить результаты фильтрации в другой области рабочего листа.

102

5) Параметр Только уникальные записи — означает, что выборка должна содержать только уникальные записи в соответствии с критериями отбора.

При формировании критерия отбора расширенного фильтра возможны следующие варианты.

1. Критерий отбора содержит одно или несколько условий, накладываемых на один столбец (одно поле). Если критерий содержит несколько условий, то они связываются логической операцией Или.

2. Критерий отбора содержит несколько условий, накладываемых на несколько столбцов (полей) одновременно. Здесь возможны следующие варианты:

а) необходимо наложить несколько условий отбора на несколько столбцов, причем эти условия должны связываться логической операцией Или. Тогда условия отбора задаются в разных строках критерия;

б) необходимо одновременно наложить несколько условий отбора на несколько полей, причем условия отбора должны быть связаны логической операцией и. Тогда все условия задаются в одной строке критерия;

в) необходимо несколько условий наложить на несколько полей, причем связываться они могут обеими логическими операциями и и или.

3. Вычисляемый критерий. Условия отбора могут содержать формулу. Полученное в результате вычисления формулы значение будет участвовать в сравнении. Правила формирования вычисляемого критерия следующие:

в диапазоне критерия нельзя указывать имена полей. Следует ввести новое имя заголовка или оставить ячейку пустой;

при создании формул вычисляемых критериев следует использовать первую строку списка (не строку заголовков), т. е. первую ячейку в сравниваемом столбце;

если в формуле используются ссылки на ячейки списка, они задаются как относительные;

если в формуле используются ссылки на ячейки вне списка, они задаются как абсолютные;

вычисляемые критерии можно сочетать с невычисляемыми;

не следует обращать внимание на результат, выдаваемый формулой в области критерия (обычно ИСТИНА или ЛОЖЬ).

103

Промежуточные итоги

Функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ИТОГИ

Показать все

Возвращает промежуточный итог в список или базу данных. Обычно проще создать список с промежуточными итогами, используя команду Промежуточный итог в группе Структура на вкладке Данные. Но если список с промежуточными итогами уже создан, его можно модифицировать, отредактировав формулу с функцией ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ.

Синтаксис

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ(номер_функции;ссылка1;ссылка2;...)

Номер_функции — число от 1 до 11 (с включением скрытых значений) или от 101 до 111 (с исключением скрытых значений), которое указывает, какую функцию использовать при вычислении итогов внутри списка.Номер_функции

(с включением скрытых значений) Номер_функции

(с исключением скрытых значений) Функция

1 101 СРЗНАЧ

2 102 СЧЁТ

3 103 СЧЁТЗ

4 104 МАКС

5 105 МИН

6 106 ПРОИЗВЕД

7 107 СТАНДОТКЛОН

8 108 СТАНДОТКЛОНП

9 109 СУММ

10 110 ДИСП

11 111 ДИСПР

104

Замечания

Если уже имеются формулы подведения итогов внутри аргументов «ссылка1;ссылка2;...» (вложенные итоги), то эти вложенные итоги игнорируются, чтобы избежать двойного суммирования.

Для диапазона констант "номер_функции" от 1 до 11 функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ включает значения строк, скрытых при помощи команды Скрыть строки (меню Формат, подменю Скрыть/Показать) в группе Ячейки на вкладке Лист. Эти константы используются для получения промежуточных итогов для скрытых и не скрытых чисел списка. Для диапазона констант "номер_функции" от 101 до 111 функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ исключает значения строк, скрытых при помощи команды Скрыть строки. Эти константы используются для получения промежуточных итогов только для не скрытых чисел списка.

Функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ исключает все строки, не включенные в результат фильтра, независимо от используемого значения константы «номер_функции».

Функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ применяется к столбцам данных или вертикальным наборам данных. Она не предназначена для строк данных или горизонтальных наборов данных. Так, при определении промежуточных итогов горизонтального набора данных с помощью значения константы «номер_функции» от 101 и выше (например, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ(109;B2:G2)), скрытие столбца не повлияет на результат. Однако на него повлияет скрытие строки при подведении промежуточного итога для вертикального набора данных.

Если среди ссылок есть трехмерные ссылки, функция ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ возвращает значение ошибки #ЗНАЧ!.