Реферат: Министерство образования республики беларусь белорусская государственная политехническая академия механико-технологический факультет и. В. Рафальский н. П. Юркевич а. В. Мазуренок учебно-методическое пособие (конспект лекций)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ


МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ


И.В.РАФАЛЬСКИЙ Н.П.ЮРКЕВИЧ
А.В.МАЗУРЕНОК


УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

(КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ)

ПО КУРСУ “ИНФОРМАТИКА”

ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Т.02.02 “ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ”


МИНСК 2000
УДК 519.876.5 (075.8)


Рафальский И.В., Юркевич Н.П., А.В.Мазуренок. Учебно-методическое пособие (конспект лекций) по курсу “Информатика” для студентов специальности Т.02.02 “Технология, оборудование и автоматизация обработки материалов” - Минск: БГПА, 2000


ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных направлений развития современного инженерного творчества является широкое использование компьютерной техники и методов программирования при решении прикладных научных и производственных задач. Требования быстрого освоения новых технологических процессов, гибкости в переналадке и проектировании оборудования привели к необходимости широкого использования компьютерных систем управления и автоматизированного проектирования технологическими процессами и подготовки производства. Поэтому освоение современной компьютерной техники и методов программирования является одной из основных задач при подготовке специалистов высокого уровня и повышения эффективности использования творческих, интеллектуальных ресурсов научных и инженерных кадров.

Цель настоящего учебного пособия - помочь студентам специальностей металлургического и машиностроительного профиля освоить базовые понятия и элементы программирования в рамках учебной программы курса “Информатика” для технических вузов и в некоторой степени восполнить возможный недостаток специальной литературы по данному вопросу. Пособие содержит примеры описания базовых конструкций языка Паскаль, пользовательских процедур и функций, различные варианты задач для самостоятельной работы. В учебное пособие включены примеры решения задач с использованием средств языка Pascal. При разработке пособия автор использовал опыт проведения лабораторных и практических работ со студентами механико-технологического факультета Белорусской государственной политехнической академии.

^ 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ


Начало новой мировой информационной эпохи связывают с появлением первого персонального компьютера (ПК) в августе 1981 г., который выпустила фирма IBM (International Business Mashines Corporation). И хотя к этому времени были уже выпущены ПК фирмы Tandy Corporation и фирмы Apple Computers, у IBM РС были преимущества, которые и обеспечили ПК IBM приоритетное развитие: открытая архитектура и модульность.

Открытая архитектура IBM РС означала способность совершенствования ПК за счет возможности встраивать дополнительные аппаратные устройства, в т.ч. других производителей, прямо на материнскую плату в специальные слоты расширения.

Модульный принцип построения ПК означал совместимость всех новых аппаратных и программных средств со старыми, что давало возможность замены отдельных устройств ПК без необходимости замены всего ПК.

Преимущества IBM РС стали причиной резкого роста производства ПК, в т.ч. за счет других фирм, которые стали выпускать устройства, полностью совместимые с IBM РС.

Первая модель IBM РС использовала микропроцессор Intel 8088, имела 64Кб оперативной памяти, дисковод для жестких дисков, магнитофонное устройство для загрузки и хранения ПО, встроенную версию языка Бейсик. Усовершенствованная модель этого ПК вместо магнитофона имела второй дисковод для жестких дисков, заменяемый на жесткий диск объемом 10-20 Мб. Эта модель получила название eXTended model (“расширенное”) - IBM РС/ХТ. Тактовая частота процессора - до 10 Мгц. Эта модель использовала видеосистему СGA, которая поддерживала 4 цвета.

В 1983 г. фирма Intel выпустила новый микропроцессор - Intel 80286, на основе которого была создана новая модель ПК - IBM РС/АТ (“Advanced Technology”). Тактовая частота процессора - 16-20 Мгц. РС/АТ имели 2 дисковода для жестких дисков, жесткий дисковод от 40 Мб, 1 Мб оперативной памяти, видеосистему EGA, которая поддерживала 16 цветов.

Резкий рост выпуска аппаратных средств для IBM РС привел к потере монопольного влияния фирмы IBM на выпуск ПК. Желание вернуть лидирующее положение на рынке привело к появлению новой модели ПК - PS/2 (Personal System /2). Эта модель была оснащена видеосистемой VGA, поддерживала 256 цветов, однако требовала для работы нового программного обеспечения, несовместимого с остальными компьютерами. Разработчики ПО не поддержали новую модель и РS/2 не получила широкого распространения.

Новое поколение ПК было уже выпущено фирмой Comag на базе микропроцессора Intel 80386, отличавшуюся высокой скоростью обмена данными по шине данных (до 32 бит). Тактовая частота - 25-33 Мгц. Фирма IBM сделала еще одну попытку вернуть монопольное влияние на рынке ПК, выпусти новый PS/2 с микропроцессором Intel 80386, однако и на этот раз эта модель не получила поддержки со стороны производителей ПО. В результате, принцип открытой архитектуры ПК снова получил поддержку у большинства производителей аппаратных средств - фирм Compag, Zenith, AST, Apricot и др.

Вскоре корпорация Intel разработала новый микропроцессор Intel 80486, который немедленно был освоен для выпуска новых ПК фирмами Apricot, Compag, Zenith и др., которые начали выпуск новых моделей РС 486 (тактовая частота 50-80 Мгц).

Следующее поколение процессоров Intel80586 уже работает с тактовой частотой до 100 Мгц. И о нем чуть подробнее. 22.03.93 г. фирма Intel объявила о начале производства нового процессора Pentium с тактовой частотой 66 и 60 Мгц, объявленного ранее как i80568 или Р5. Этот процессор открыл новый этап в развитии компьютерной техники. Разработчикам удалось разместить на одном кристалле 3,1 млн. транзисторов Скорость обмена данными - 528 Мб/сек; внутренняя “кэш”-память 16 кб; 64-разрядная шина данных; 32-разрядная шина адреса.

Дальнейшее развитие ПК связано с расширением числа производителей ПО и аппаратных средств, дальнейшей потерей рынка фирмой IBM, приоритетным направлением - использование принципов модульности и открытой архитектуры.

В последние годы фирмой Intel выпущено семейство новых микропроцессоров Intel Pentium, Intel Pentium II, Intel Pentium III. Тактовая частота последних до 500 Мгц. Оснащены такие ПК, как правило, жесткими дисками от 4,3 до 16 Гб, оперативная память от 32 до 256 Мб, SVGA видеосистемами.


^ 2. АРХИТЕКТУРА ПК


В основе большинства вычислительных систем лежит следующий принцип организации архитектуры ПК:




Принцип работы ПК заключается в следующем: ПК обрабатывает данные, которые хранятся в памяти путем выполнения хранящихся там же команд (программ). Обработку данных осуществляет центральный процессор. Для долговременного хранения информации используются внешние запоминающие устройства.

^ Устройства ввода-вывода:

видеосистема;

- клавиатура;

манипуляторы;

- другие устройства.

Центральный процессор (СРU - Central Processing Unit) - основная мик­росхема ПК, выполняющая обработку данных и управляющая работой всей сис­темы.

Системная шина - система каналов обмена информацией, обеспечиваю­щая обмен данными, адресами, командами и управляющими сигналами между ЦП, оперативной памятью и др. подсистемами ПК.

Память - микросхемы, установленные на материнской плате или платах расширения. Предназначены для хранения информации (данных) и программ.

^ 3. УСТРОЙСТВА ВВОДА - ВЫВОДА


3.1. Клавиатура.

Наиболее распространенное устройство ручного ввода команд и данных. Стандартная клавиатура имеет 101 клавишу, с помощью которых могут быть сгенериро­ваны 256 различных символов и знаков.

На стандартной клавиатуре ПК различают следующие группы клавиш:

1. Алфавитно-цифровые и знаковые (с символами А...Z, 0...9, пробел, знаки пунктуаций и графических операций).

2. Специальные клавиши (Esc, Tab, Enter< Dackspace);

3. Клавиши смены режимов: Alt, Ctrl, Shift, Caps Lock;

4. Функциональные F1...F10;

5. Служебные: Up, Pown, Right (стрелки), Home, End, Pg Dn, Pg Up, Ins, Del, Scroll Lock, Num Lock.

Клавиатура построена на матрице быстродействующих кнопочных кон­тактов и имеет встроенный 8-разрядный микропроцессор и ПЗУ емкостью 2 Kb.

3.2. Видеосистема.

Видеосистема включает в себя: 1) монитор; 2) графический адаптер; 3) графический сопроцессор.

Устройство для визуального отображения информации называется мо­нитором.

Существует несколько типов мониторов, исполняющих различные физи­ческие принципы работы. В настольных моделях используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). В портативных компьютерах используются жидкокристаллические дисплеи, газоразрядные или плазменные.

Мониторы характеризуются поддерживаемым видеостандартом. Видео­стандарт - набор характеристик видеосистемы, включающей разрешение, коли­чество поддерживаемых цветов и объемом видеопамяти. Основные стандарты видеосистем (SVGA, VGA, CGA, EGA, HMGA) представлены в таблице 3.1:


Таблица 3.1


Видеостандарт

Макс. разрешение

Цвет

Память (от)

HMGA

CGA

EGA

VGA

SVGA

720х348

640х320

640х350

640х480

640х480/800х600/

1024х768

2

4

16

16

256

32 кв

64 к

64/128 к

256 к

512к/1024 к


Разрешение - количество точек (пикселов) изображеное на единицу длины. Чем выше разрешение, тем выше качество графического изображения. Элементарная точка изображения на экране называется пикселом, а изображе­ние на экране - совокупность пикселов разного цвета. Адекватное восприятие изображения происходит при размере пиксела не более 50 микрон с расстояния 20 см.

Общим требованием для любой видеосистемы является то, чтобы мони­тор и графический адаптер были одного видеостандарта.

Видеоадаптер предназначен для формирования изображения в цифровом виде. Монитор преобразовывает цифровые сигналы адаптера в аналоговую форму и выводит информацию на экран. Для повышения быстродействия ви­деосистемы могут использоваться графические сопроцессоры - устройства, принимающие на себя часть функций центрального процессора или видеоадап­тера.

3.3. Принтеры.

Принтеры - это устройство вывода, предназначенное для получения “твердой копии” текста или изображения.

Все данные в ПК представлены в электронной форме. Принтеры позво­ляют представлять информацию в удобном для восприятия виде на бумаге.

Принтеры делятся на 3 вида:

- матричные;

- струйные;

- лазерные.

Матричный принтер. Эти устройства формируют изображения на ос­нове матричного метода печати - изображение формируется из отдельных точек, которые наносятся на бумагу иголками печатающей головки, движущейся вдоль бумаги. В зависимости от количества иголок в печатной головке матричные принтеры делят на 9-, 12- и 24-игольчатые. Чем больше иголок, тем выше ка­чество печати.

Принцип работы печатающей головки состоит в следующем: на электромагнит подается импульс тока, управляе­мая им головка выталкивается и ударяет по красящей ленте.

Особенности матричных принтеров: надежность, простота в обслужива­нии, низкая стоимость, низкое типографское качество и скорость вывода.


Струйный принтер.

Струйный принтер отличается от матричного устройством печатающей головки.

Принцип работы печатающей головки заключается в следующем: когда требуется нанести на бумагу одну или несколько точек, в со­ответствующих пишущих элементах головки (резервуарах пишущей жидкости) соз­дается импульс избыточного давления, под действием которого капля чернил “выстреливает” на бумагу.

Особенности печати: высокая скорость вывода, высокое качество изображения, недолговечность (печатные головки явля­ются, как правило, одноразовыми – одной порции чернил хватает на 200-300 стр.), недостаточная надежность.

^ Лазерный принтер.

Особенности печати: максимально высокое качество и скорость печати, стои­мость.

Принцип работы печатающей головки заключается в следующем: с помощью зарядного провода на поверхность светочувстви­тельного барабана равномерно наносится статический положительный заряд. По­лупроводниковый лазер генерирует узкий направленный луч, который отражаясь от 6-гранного зеркала пробегает вдоль по­верхности барабана. При этом поверх­ность барабана разряжается в точках, со­ответствующих строке изображения. При нанесении положительно заряженного тонера (специального красящего по­рошка) на поверхность барабана эти разряженные участки притягивают частицы тонера. Затем тонер переносится с барабана на бумагу и закрепляется на ней - изображение строки готово.


3.4. Сканеры.

Сканер - это устройство, позволяющее вводить в ПК изображения с бу­маги, пленки или слайдов (в т.ч. тексты, фотографии, рисунки, чертежи, схемы и т.д.). Различают следующие типы сканеров:

- ручные:

- настольные (планшетные, с устройством подачи страницы, проекционные).

Ручные сканеры используют для сканирования небольших изображений, перемещая рукой по изображению (ширина ручного сканера не превышает 10 см).

Планшетные и проекционные сканеры позволяют сканировать отдельные листы, страницы книг, журналов.

Настольные с устройством подачи страницы позволяют сканировать только отдельные листы.

Существуют также сканеры смешанных типов.

3.5. Плоттеры

Плоттеры - это устройства для вывода на бумагу (пленку) чертежей, карт или диаграмм. Используются, как правило, при работе с пакетами автоматиче­ского проектирования (САПР). Наиболее распространены плоттеры планшет­ного типа, в которых бумага неподвижно закреплена на планшете, а пишущий узел перемещается в двух направлениях.


3.6. Манипуляторы

Устройства ввода, позволяющие пользователю работать с компьютером с минимальным использованием клавиатуры. Наиболее распространенными яв­ляются:

- мышь (работает путем перемещения по плоской поверхности и нажатие нескольких кнопок);

- джойстик (манипулятор в виде рычага с одной или нескольких кнопок, используется в тренажерах или компьютерных играх);

- трекбол (шаровой манипулятор, позволяет управлять курсором при вращении шарика).


^ 4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ. СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ


Систему компьютеров и периферийных устройств, соединенных кана­лами связи, называют вычислительной сетью.

Различают локальные (ЛВС) и глобальные вычислительные сети (например, Internet).

Для соединения компьютеров в локальную вычислительную сеть исполь­зуется набор специального оборудования:

- компьютеры должны быть оснащены сетевыми интерфейсными платами (контроллер, реализующий определенный протокол обмена данными);

- компьютеры должны быть соединены специальными кабелями с помощью специальных соединителей;

- сетевое взаимодействие требует использование специального сетевого про­граммного обеспечения (Network Software).

ЛВС. Локальные (ЛВС) вычислительные сети объединяют десятки и сотни компьютеров, обеспечивая множе­ству пользователей сети доступ к той информации, которая хранится в данной сети, ее ресурсам и периферии. ЛВС состоит из отдельных рабочих станций, подключенных к сетевым серверам. Сетевой сервер - это основной сетевой ком­пьютер, распределяющий процессорное время, дисковую память, принтеры и др. сетевые ресурсы между станциями-клиентами. Управление работой сетевых серверов осуществляют сетевые операционные системы (ОС). В настоящее время одним из наиболее распространенных сетевых ОС является ОС Netware UNIX (компания АТ&T Belle Telephone Laboratores)и др.



4.1. Модемы
Модем (сокращение от слов “Модулятор” и “Демодулятор”) устройство для передачи информации между компьютерами по обычным телефонным ли­ниям. При передаче модем преобразует цифровые сигналы в аналоговые, т.е. осуществляет модуляцию и переводит аналоговые сигналы в цифровую форму (демодуляция) при приеме. Модем подключается к последовательному порту ПК (устройство передачи данных, размещенное в системном блоке ПК).

Чтобы передать цифровой сигнал по телефонной линии, его надо преоб­разовать в аналоговый. При приеме нужно выполнить обратную операцию - пе­ревести закодированный аналоговый сигнал в цифровой. Эти задачи и выпол­няет модем.

Различают два типов модемов:

встроенные;

внешние.

Встроенный (или внутренний) предусматривает собой плату, которая вставляется в слот расширения материнской платы ПК (специальный разъем на материнской плате ПК).

Внешний модем предусматривает отдельное устройство, которое под­ключается к последовательному порту ПК.


^ 5. УСТРОЙСТВО ПК


5.1. Системный блок

В системном блоке собраны важнейшие устройства ПК, которые обеспе­чивают обработку информации, электропитание, возможность подключения других устройств и пр., а именно:

материнская плата;

запоминающие устройства;

устройство электропитания;

порты.

5.2. Материнская плата

Материнская плата - это устройство, на котором собраны все основные компоненты ПК, в том числе:

- процессор;

- память;

- контроллер прерываний;

- тактовый генератор;

- таймер;

- слоты расширения;

- система обмена информацией (системная плата).


^ 5.3. Процессор (СРU)

Процессор (СРU) - главное вычислительное устройство ПК, основная функция которого - выполнение программ. Основные элементы процессора:

- устройство управления (УУ);

- арифметико-логическое устройство (АУЛ);

- регистры.

УУ организует согласованную работу всех элементов процессора, управ­ляет передачей адресов, команд и данных.

АЛУ выполняет числовые и логические операции с данными в соответ­ствии с программой (командой).

Регистры - ячейки внутренней памяти CPU , используемые для хранения команд, данных и адресов. Под командой понимается код операции для выпол­нения процессором. Адрес - числовой индикатор, указывающий местоположе­ние данных в ОЗУ, позицию на поверхности диска и др.

^ 5.4. Выполнение программ

Для выполнения программы операционная система загружает ее в опера­тивную память и сообщает процессору начальный адрес программы (адрес пер­вого байта программы). Этот адрес записывается в регистр процессора “IP” - указатель команд (регистр - счетчик команд, в котором хранится адрес следую­щей команды, подлежащей исполнению). По адресу, хранящемуся в этом реги­стре, процессор выбирает из оперативной памяти очередную команду и выпол­няет ее. После выполнения команды в регистре IP формируется адрес следую­щей команды. Пока АЛУ занято вычислением одной команды, другое устрой­ство - устройство выборки - считывает следующую команду из памяти. Выби­раемые команды ставятся в очередь на выполнение - выполняется метод кон­вейерной обработки команд, что существенно повышает производительность вычислений.

Начиная с модели 80286, процессоры Intel поддерживают параллельное выполнение нескольких задач, т.е. процессор в многозадачном режиме перио­дически переключается с одной задачи на другую. При этом в каждый момент времени CPU обслуживает только одну программу, выполняя ее команды.

Для увеличения вычислительной производительности ПК на материн­ской плате устанавливается математический сопроцессор, который имеет специ­альный набор команд для эффективного выполнения вычислений с плавающей точкой. Некоторые прикладные пакеты, такие как AutoCAD, 3D-Studio, требуют его наличия в аппаратной конфигурации ПК. Когда основной процессор встре­чает команду с плавающей точкой, он отправляет ее на выполнение сопроцес­сору, а потом получает от него результат.


5.5. Память

Память (внутренняя) компьютера предназначена для временного хране­ния данных и программ, используемых в текущий момент ПК. При этом CPU может непосредственно обращаться только к той информации, которая хра­нится во внутренней памяти. При отключении питания содержимое внутренней памяти теряется.

Различают несколько основных типов внутренней памяти:

ПЗУ (постоянно запоминающее устройство);

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство);

Кэш;

СМОS.

ПЗУ - особый тип внутренней памяти, содержимое которого не изменя­ется на протяжении эксплуатации ПК. В ПЗУ хранятся системные программы BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода-вывода) - т.е. набор программ, которые используются для доступа к компонентам и устройствам ПК. При выключении ПК содержимое ПЗУ сохраняется. В обычные микро­схемы ПЗУ информация записывается только один раз, при их изготовлении, однако существуют и т.н. “стираемые” программируемые ПЗУ, которые допус­кают многократную перезапись своего содержимого (с помощью специального оборудования).

ОЗУ - основной тип внутренней памяти ПК, представляет микросхемы т.н. “динамической” памяти (Dynamic Random Access Memory). Функциониро­вание таких микросхем основано на перезарядке р-n- перехода в полупровод­нике и, в отличие от ПЗУ, информация м.б. записана в любой момент работы ПК. Так как CPU может непосредственно работать только с внутренней памя­тью, любая программа при запуске, а также обрабатываемые данные, с внеш­него носителя (например, с дискеты) должны быть размещены в ОЗУ.

КЭШ - это буферная память, используемая для согласования скоростей работы быстродействующего CPU и более медленной оперативной памяти. Это согласование состоит в том, что КЭШ заполняется данными до того, как эти данные потребуются процессору и таким образом, КЭШ освобождает CPU от прямого общения с медленной оперативной памятью. КЭШ представлен микро­схемами статической памяти (Static Random Access Memory), обладающими бо­лее высоким быстродействием, чем DRAM.

СМОS - память - это ОЗУ небольшого объема (64-128 байт), используе­мое для хранения текущей информации системы, текущего времени и даты, од­нако питается от батарейки и позволяет сохранять эти данные даже при отклю­чении ПК.

Базовая память DOS.

Чтобы обеспечить совместимость всех моделей РС, в организации памяти ПК соблюдаются принципы, определенные еще для первых моделей:

64 kb - ПЗУ BIOS; 128 kb - Видео ОЗУ; 640 kb - область программ DOS (базовая память ПК).

Микропроцессоры выше i286 позволяет адресовать для выполнения про­грамм более 1 Мб, однако при выполнении программ, написанных для MS DOS, они работают в режиме т.н. “реальной” адресации, оставаясь при этом в преде­лах базовой памяти.

5.6.. Контроллер прерываний.

Предназначен для организации обслуживания запросов на аппаратные прерывания различных аппаратных устройств. Запросом на прерывание называ­ется специальный сигнал какого-либо аппаратного устройства, требующего об­служивания от процессора.


5.7. Тактовый генератор.

Предназначен для согласования во времени взаимодействия между уст­ройствами ПК, который формирует импульсы фиксированной частоты, слу­жащие для синхронизации работы всех подсистем ПК; включая процессор, ви­деоадаптер, слоты расширения. Таким образом, тактовый генератор задает темп выполнения всех операций.


5.8. Таймер

Работает как программируемые часы для отсчета системного времени и ведения системного календаря.


5.9. Слоты расширения.

Специальные разъемы на материнской плате, предназначены для под­ключения различных устройств к системной шине ПК, в частности, платы ви­деоадаптера, контроллера дисководов, порта ввода-вывода, дополнительной па­мяти, адаптера ЛВС, ускорителя, модема, звуковой платы и др.

5.10. Системная шина.

Это система каналов обмена информацией, обеспечивающая обмен дан­ными, адресами, командами и управляющими сигналами между процессором, оперативной памятью и другими подсистемами ПК. Состоит из контроллера шины и каналов обмена информацией.

В системной шине выделяют 3 группы каналов передачи:

1) шина данных - используется для передачи данных;

2) шина адреса - используется для передачи адресов данных в оперативную па­мять

3) управляющая шина - обеспечивает передачу управляющих сигналов.

Важнейшими из характеристик шины является:

- разрядность шины адреса (20-, 32- разрядная и т.д.) - определяет объем адре­суемой памяти при передаче данных;

- разрядность шины данных -(16-, 32- и т.д.) - определяет пропускную способ­ность шины (количество бит, которое может быть передано по шине за один такт);

- количество линий аппаратных прерываний.


5.11. Запоминающие устройства ПК. Внешние носители информации.

Основными видами внешних носителей информации являются диски и магнитные ленты.

В ПК используются следующие виды дисков:

1 - жесткие диски;

2 - гибкие диски;

3 - оптические диски.

Жесткий диск - запоминающее устройство на магнитных дисках боль­шой емкости и с высоким быстродействием. Устанавливается внутри систем­ного блока ПК стационарною Представляет собой набор помещенных в герме­тичный металлический корпус набор металлических пластин с магнитным по­крытием, закрепленных на общей оси, которые постоянно вращаются, пока ПК включен.

Гибкие диски - используются в качестве сменных носителей информации. Существуют два вида 2 ,5” и 5.25”.

Для дискет 5.25” в качестве стандартных утвердились 2 формата:

1) 360 кб - для дискет DS/DD (Этот формат используется на дисковода с двумя головками (Dobble Site/ Double Density) (360 кб- ~200 стр. машинописного тек­ста)

2) 1,2 Мб для дискет DS/HD. Этот формат используется на дисководе повышен­ной плотности записи с двумя головками (Doubl Site/High Density).

Для дискет 3,5” используется 2 стандартных формата:

1) 720 кб - для дискет DS/DD.

2) 1,44 Мб - для дискет DS/HD.

Чтобы в более полной мере использовать возможности дискет 5.25” типа DS/DD, используются нестандартные форматы 720 kb и 800 kb. Для использования нестандартных форматов требуется специальная программа - драйвер, который загружается в ОЗУ ПК и должен находиться в оперативной памяти в течение всего времени работы с нестандартным форматом.

Оптические диски современный тип носителей информации, отличающихся большой емкостью (несколько Гб) и надежностью, для доступа информации к которым используется лазерный луч.

Существует 3 основных типа оптических диска:

1) CD-ROM - допускает только считывание информации;

2) WORM - позволяют дописывать информацию на диск;

3) Rewritablr - перезаписываемые.

Стример -устройство для хранения информации на магнитной ленте. Обладает низким быстродействием.


^ 6. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА

Файловая система - это определенная логическая организация данных на магнитных носителях. Единицами хранения данных являются файлы, объединенные в отдельные разделы - каталоги. Для обеспечения работы с файловой системой ОС поддерживает специальные средства для работы с файловой системой - средства создания, редактирования, копирования, доступа к файлам и т.д.

Единицей хранения данных и программ на диске является файл - логическая единица хранения информации с определением имени, размещенной на внешнем носителе. В зависимости от содержания файлы группируют в специальные разделы на диске, которые называются каталогами.

Каталоги и файлы вместе образуют так называемую иерархическую систему - систему "дерева", каждый каталог может содержать в себе встроенные каталоги - подкаталоги. Верхнюю ступень в иерархии каталогов занимает корневой каталог - основной каталог файловой системы на диске, который создается при логическом форматировании диска. Корневой каталог занимает строго определенное место на диске и его размер определяется типом диска (например, на диске DS/DD 360 Кб корневой каталог имеет размер 512 байт). Так как корневой каталог имеет ограниченный размер, то содержать может только ограниченное число каталоговых записей (каждая каталоговая запись занимает 32 байта), поэтому файлы лучше распределять по подкаталогам.

ПРИМЕР древовидной системы файлов:

А:/ - корневой каталог

FILE_1.COM - файлы, содержащиеся в корневом каталоге

FILE_2.EXE

SUB_DIR - подкаталог

Для того чтобы войти в подкаталог, можно ввести команду ОС: CD

SUB_DIR

на экране появится сообщение:

Directory of A:/ SUB_DIR

.

..

FILE_3.PAS - файлы, содержащиеся в подкаталоге SUB_DIR

FILE_4.TXT


6.1. Наименование файлов. Полное имя файлов.

Наименование файла включает в себя два атрибута:

1. Имя

2. Расширение

Например, MY_FILE.PAS


Имя отделяется от расширения точкой. В разных подкаталогах хранятся разные файлы с одинаковыми именами, поэтому полное имя файла должно включать еще один атрибут - путь (маршрут) доступа к файлу.

Например, C:/PASKAL/BGI/CGA.BGI

Здесь C:/- корневой каталог, содержащий подкаталог PASCAL, В котором находится подкаталог BGI, содержащий файл с именем CGA.BGI.

C:/PASCAL/BGI - маршрут (путь) доступа к файлу. Строчные и заглавные буквы, в отличие от UNIX в MS-DOS воспринимаются одинаково.

^ 6.2. Понятие текущего каталога

Текущем называется каталог, в котором в данный момент времени находится пользователь (операционная система). Чтобы иметь доступ к файлам текущего каталога, не требуется указывать полное имя файла (маршрут доступа).

6.3. Работа с каталогами

Основные операции для работы с каталогами обеспечивают команды операционной системы, например:

MS DOS UNIX

1. Создать каталог mk DIR mk dir

2. Показать содержимое

текущего каталога dir ls

3. Удалить каталог rm dir(rd) rm dir

4. Изменить текущий cd pwd

каталог

6.4. Типы файлов

Если имя файла задается произвольно, то для расширения существуют более строгие соглашения. Например, файлы с расширением .COM, .BAT, .EXE воспринимаются ОС как исполняемые (программы). Расширение .TXT указывают на файлы, содержащие текст, .DOC - файлы с документами, .PAS - текст на языке Pascal, и т.д.


^ 6.5. Общепринятые расширения файлов

.$$$ - временный файл;

.ASM - текст программы на ассемблере;

.BAK - предыдущая версия файла;

.BAS - текст программы на Бейсике;

.BMP - графический файл;

.C - текст программы на C;

.COB - текст программы на Кобол;

.CPP - текст программы на C++;

.DAT - файл данных;

.DBF - файл базы данных;

.DLL - динамически подключаемая библиотека;

.DOC - файл, содержащий документ;

.DRV - драйвер какого-либо устройства;

.FOR - текст программы на Фортране;

.HEX - данные в 16-ричном формате;

.LIB - библиотека программ;

.LST - текст на печати;

.MAC - макрокоманды программы на ассемблере;

.MAP - карты памяти;

.PAS - текст программы на Паскале;

.PCX - файл с графической информацией;

.PIC - файл с графической информацией;

.SYS - системный файл, драйвер устройства;

.TIF - файл с графической информацией;

.TMP - временный файл;

.TXT - текстовый файл;

.XLS - файл, содержащий данные таблиц EXCEL.


6.6. Работа с файлами в MS DOS

Основные операции для работы с файлами:

1. Переименовать файл rename(ren)

2. Скопировать файл copy

3. Удалить файл del

4. Показать содержимое type

5. Показать атрибуты attrib

6. Сравнить два файла comp

7. Печатать файл print (copy prn, type>prn)


6.7. Использование символов групповых операций

(маски файлов)

Для того, чтобы выполнить какую-либо операцию с несколькими файлами, используют символы групповых операций:

* - любой набор символов,

? - любой символ в данной позиции.

*.* - все файлы;

*.PAS - все файлы с расширением .PAS;

M*.??S - все файлы, имена которых начинаются на "М", а последний символ в расширении "S";

M??.* - все файлы, имена которых начинаются на "M" и состоят из 3 символов.


^ 6.8. Форматирование диска


Процедура подготовки нового диска к работе называется форматированием. При форматировании все данные на диске разрушаются, поверхность диска разбивается на отдельные сектора (обычно по 512 байт) и концентрические дорожки (линии записи информации).


^ 6.9. Файловый архив

Файл или набор файлов в сжатом (упакованном) виде, предназначенный для длительного хранения или переноса на другой ПК на диск ограниченной емкости, называется файловым архивом.

Для создания и ведения архивов данных используются специальные программы – компрессоры, которые используют специальные методы кодирования информации для сжатия файлов, например, ARJ.EXE, RAR.EXE, PKZIP.EXE и др. Степень сжатия может быть различной в зависимости от содержимого файла. Лучше всего сжимаются обычные текстовые файлы, хуже всего – исполняемые.


^ 6.10. Файловый вирус


Разновидность компьютерных вирусов, которые заражают отдельные файлы, в отличие от вирусов, поражающих системную область диска. Как правило, поражаются файлы с расширением .COM или .EXE. При этом вирус дописывает в конец этого файла свою собственную копию и первую инструкцию программы заменяет командой передачи управления самому себе. При загрузке такого файла сначала выполняется программа вируса, после чего управление переходит к программе-носителю вируса, которая выполняется как обычно. Это позволяет самому вирусу оставаться незамеченным до определенного момента, заранее заданного автором программы вируса, например, при наступлении определенной даты, достижения определенного количества зараженных программ и др.

Действие вирусов может выражаться:

в уничтожении данных (всех или частично) на диске;

в искажении файлов;

в замедлении работы ПК;

в разрушении системной области диска;

в сбоях работы ПК («зависание» ПК);

в невозможности загрузки ОС;

в появлении дефектных секторов на диске;

в уменьшении объема свободной оперативной памяти и др.


^ 7. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ПК


В структуре программного обеспечения можно выделить следующие группы:

прикладные программы (профессиональные пакеты, электронные таблицы, СУБД, графические редакторы, текстовые редакторы, интегральные системы, коммуникационные пакеты, звуковые и музыкальные редакторы, игры);

операционные системы;

системные утилиты и сервисные системные программы;

ПЗУ-программы.

7.1. Языки программирования


Языком программирования называют формальную систему синтаксических правил написания программ.

Языки программирования можно разделить на следующие группы:

языки машинных кодов;

языки ассемблера (низкого уровня);

алгоритмические языки (высокого уровня).

Языки программирования низкого уровня позволяют создавать эффективный программный код благодаря близости к уровню аппаратного обеспечения ПК.

Языки программирования высокого уровня позволяют абстрагироваться от особенностей аппаратного обеспечения ПК при написании программ, что значительно ускоряет процесс создания сложных программных пакетов. К ним относятся такие языки, Фортран, Бейсик, Си, Паскаль, ЛИСП и др.

Фортран – первый алгоритмический язык высокого уровня, получивший широкое распространение благодаря сочетанию широких возможностей для реализации сложных вычислительных алгоритмов и достаточной простоте.

Язык программирования Си – один из наиболее распространенных языков программирования, сочетающий черты языков высокого и низкого уровней. Си может использоваться как для системного, так и прикладного программирования. Большинство операционных систем написано на языке Си.

Язык программирования Паскаль – мощный, универсальный язык высокого уровня, который в настоящее время используется в большинстве учебных заведений для обучения начинающих пользователей основам программирования. Принят в качестве базового стандарта для создания программных продуктов в широко известных системах DELPHI.


^ 7.2. Трансляция программ

Процесс преобразования операторов программы в машинные команды называется трансляцией программы. Трансляция осуществляется посредством операционных программ – интерпретаторов и компиляторов.

Интерпретатор – это программа, которая последовательно анализирует и выполняет команды,