обеспечивающие перевод программы на машинный код разделяются на два типа и компиляторы
Обеспечивающие перевод программы на машинный код разделяются на два типа и компиляторы
Компилятор (англ. compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.
Компилятор обеспечивает преобразование программы с одного языка на другой. Команды исходного языка сильно отличаются по организации и мощности, нежели команды машинного языка. Бывают такие, в которых одна команда исходного языка транслируется в 7-10 машинных команд. Существуют даже такие, в которых в каждой команде может соответствовать более 100 машинных команд (например язык программирования Пролог). В исходных языках довольно часто используется строгая типизация данных, которая осуществляется через их предварительное описание. Программирование на таких языках может опираться не только на кодирование алгоритма, но и на тщательное обдумывание структур данных или классов. Весь процесс трансляции с таких языков программирования обычно называется компиляцией, а исходные языки обычно относятся к языкам высокого уровня.
Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.В отличие от компилятора, интерпретатор не порождает на выходе программу на машинном языке. Распознав команду исходного языка, он тут же выполняет ее. Как в компиляторах, так и в интерпретаторах используются одинаковые методы анализа исходного текста программы. Но интерпретатор позволяет начать обработку данных после написания даже одной команды. Это делает процесс разработки и отладки программ более гибким. Кроме того, отсутствие выходного машинного кода позволяет не «захламлять» внешние устройства дополнительными файлами, а сам интерпретатор можно достаточно легко адаптировать к любым машинным архитектурам, разработав его только один раз на широко распространенном языке программирования. Поэтому, интерпретируемые языки, типа Java Script, VB Script, получили широкое распространение. Недостатком интерпретаторов является низкая скорость выполнения программ. Обычно интерпретируемые программы выполняются в 50-100 раз медленнее программ, написанных в машинных кодах.
Трансляторы и их виды
Поскольку текст, записанный на языке программирования, непонятен компьютеру, то требуется перевести его на машинный код. Такой перевод программы с языка программирования на язык машинных кодов называется трансляцией, а выполняется она специальными программами – трансляторами.
В настоящее время трансляторы разделяются на три основные группы: ассемблеры, компиляторы и интерпретаторы.
Вместе с тем, язык ассемблера, кроме аналогов машинных команд, содержит множество дополнительных директив, облегчающих, в частности, управление ресурсами компьютера, написание повторяющихся фрагментов, построение многомодульных программ. Поэтому выразительность языка намного богаче, чем просто языка символического кодирования, что значительно повышает эффективность программирования.
Эмуляторы используются достаточно часто в самых различных целях. Например, при разработке новых вычислительных систем, сначала создается эмулятор, выполняющий программы, разрабатываемые для еще несуществующих компьютеров. Это позволяет оценить систему команд и наработать базовое программное обеспечение еще до того, как будет создано соответствующее оборудование.
Очень часто эмулятор используется для выполнения старых программ на новых вычислительных машинах. Обычно новые компьютеры обладают более высоким быстродействием и имеют более качественное периферийное оборудование. Это позволяет эмулировать старые программы более эффективно по сравнению с их выполнением на старых компьютерах.
Макропроцессоры используются и с языками высокого уровня. Они увеличивают функциональные возможности таких языков как PL/1, C, C++. Особенно широко макропроцессоры применяются в C и C++, позволяя упростить написание программ. Макропроцессоры повышают эффективность программирования без изменения синтаксиса и семантики языка.
Любой транслятор выполняет следующие основные задачи:
- анализирует транслируемую программу, в частности определяет, содержит ли она синтаксические ошибки;
— генерирует выходную программу (ее часто называют объектной) на языке машинных команд;
— распределяет память для объектной программы.
Преобразование программы в машинные коды. Интерпретаторы и компиляторы
Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой.
Язык, на котором представлена входная программа, называется исходным языком, а сама программа — исходным кодом.
Транслирующие программы делятся на две категории: интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретатор преобразует небольшой фрагмент исходной программы в машинные команды и, лишь дождавшись, когда компьютер их выполнит, переходит к обработке следующего фрагмента.
Компилятор, наоборот, транслирует всю программу, написанную на языке высокого уровня, и помещает команды в память компьютера, не выполняя их; компилированную программу можно сохранить, чтобы в дальнейшем использовать.
Каждый из этих способов преобразования имеет свои достоинства и недостатки.
Компилированные программы выполняются быстрее, чем интерпретируемые; однажды компилированная программа не требует в дальнейшем компилятора, и компьютеру не приходится исхитряться, чтобы одновременно и транслировать, и выполнять программу.
Программы, написанные на языках, ориентированных на интерпретацию, требуют присутствия в памяти компьютера интерпретатора, который осуществляет трансляцию программы в ходе ее выполнения.
Благодаря построчной трансляции интерпретатор полезен как при отладке, так и при трансляции программ, подверженных частым изменениям; исправленную программу можно сразу запустить, чтобы проверить ее работу. При использовании компилятора исправленную программу приходится перекомпилировать.
Как компилятор, так и интерпретатор должны соответствовать правилам конкретного языка высокого уровня, который они транслируют. Подобно тому, как правила грамматики описывают естественный язык, правила формального языка управляют работой программиста, указывая, как можно соединять слова и символы, используемые в языке, при построении сложных выражений и задавая правила форматирования, в том числе употребления пробелов и знаков пунктуации. В транслирующих программах грамматика является основой преобразования понятий исходной программы в машинный код.
Информатика. 10 класс
Конспект урока
Информатика, 10 класс. Урок № 7.
Тема урока — Программное обеспечение (ПО) компьютеров и компьютерных систем
Урок посвящен теме «Программное обеспечение (ПО) компьютеров и компьютерных систем». В ходе урока школьники научатся классифицировать программное обеспечение, определять основные характеристики операционной системы, характеризовать имеющееся в распоряжении прикладное программное обеспечение, осуществлять основные операции с файлами и папками.
— программное обеспечение (ПО),
— файловая система и структура,
Учебник: Информатика. 10 класс: учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. — 288 с.
Изучая компьютер, у нас возникают вопросы: что самое важное в компьютере и что заставляет компьютер работать? Может процессор или Bios, а может оперативная память?
Мы с вами уже знаем, что компьютер это универсальное устройство для хранения, преобразования и передачи информации. Но сам компьютер не способен мыслить самостоятельно, как человек. Его надо научить — значит построить работу компьютера по инструкции, в которой указано, что надо делать. Такая инструкция должна содержать строгую последовательность команд на языке, понятном компьютеру. Каждая команда должна сообщать компьютеру, как надо обрабатывать данные для получения желаемого результата. Такая инструкция называется программой. Получается, что компьютер состоит из двух основных частей:
Совокупность всех программ, предназначенных для выполнения на компьютере, называют программным обеспечением (ПО) компьютера.
На уроке мы с вами узнаем:
— как классифицировать программное обеспечение;
— как определять основные характеристики операционной системы;
— как характеризовать имеющееся в распоряжении прикладное программное обеспечение.
И научимся осуществлять основные операции с файлами и папками.
Сфера применения конкретного компьютера определяется как его техническими характеристиками, таки установленными на нем ПО.
ПО современных компьютеров насчитывает тысячи программ.
Тем не менее, все ПО можно разделить на три группы:
Системное программное обеспечение предназначено, прежде всего, для обслуживания самого компьютера, для управления работы его устройства. Включает в себя операционную систему и сервисные программы.
Операционная система — комплекс программ, обеспечивающих согласованное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
В настоящее время наиболее распространёнными ОС для персональных компьютеров являются Windows, Mac Os, Linux. Для смартфонов, планшетов и других мобильных устройств — Android, iOS, Windows Phone.
Рассмотрим основные функции, выполняемые ОС современного компьютера.
Для обеспечения согласованного функционирования аппаратного обеспечения компьютера в состав ОС входят драйверы — специальные программы, управляющие работой подключенных к компьютеру внешних устройств.
Программу, выполняемую на компьютере в текущий момент, принято называть процессом. Даже когда мы просто ищем информацию в сети Интернет, компьютер производит незаметные для нас операции по контролю за состоянием устройств, по защите от вирусов и т. д.
Современные ОС, планируя работы и распределяя ресурсы, обеспечивают возможность параллельной обработки нескольких процессов. Это свойство ОС называется многозадачностью.
Современные операционные системы обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса.
За организацию хранения информации и обеспечения доступа к ней отвечает подсистема ОС, называемая файловой системой.
К сервисным программам (утилитам) относят различные программы, выполняющие дополнительные услуги системного характера:
— Обслуживание дисков и диагностика компьютера:
— сжатие программ и данных.
— обнаружение компьютерных вирусов и средства «лечения».
Многие программы сжатия данных построены на основе алгоритма Хаффмана.
Сжать с помощью алгоритма Хаффмана фразу:
Частота встречаемости символов
Частоты встречаемости символов выписать в ряд — это будут вершины будущего графа (дерева). В центре лучше расположить символ с наибольшим весом. Выбрать две вершины с наименьшими весами и объединить их — создать новую вершину, вес которой задать равным сумме весов двух предыдущих вершин. Расставить на рёбрах графа числа «0» и «1» (например, на верхнем ребре — «0», а на нижнем — «1»). Чтобы выбранные вершины больше не просматривались, стереть их веса. Продолжить объединение вершин, каждый раз выбирая пару с наименьшими весами, до тех пор, пока не останется одна вершина — корень дерева. Вес этой вершины будет равен длине сжимаемого массива.
Создать кодовую таблицу. Для определения двоичного кода каждой буквы надо пройти от корня до этой вершины, выписывая «0» и «1», встречающиеся на маршруте.
Исходный текст состоит из 16 символов, т. е. его длина в несжатом виде будет равна 16 байт или 128 бит. Код сжатого текста будет занимать 44 бита. Получаем коэффициент сжатия, равный 128/44 ≈ 2,9.
Комплекс программных средств, предназначенных для разработки новых программ, называют системой программирования или интегрированной средой разработки.
Рассмотрим основные компоненты, входящие в состав большинства систем программирования.
Специализированный текстовый редактор — позволяет программисту набрать и отредактировать текст программы на языке программирования высокого уровня. Трансляторы — специальные программы для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды; существует два типа трансляторов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы — обрабатывают и исполняют команды программы последовательно, от оператора к оператору, при каждом запуске программы она заново переводится в машинные коды. Компиляторы — обрабатывают весь текст программы, преобразовывая его в машинный код и строя исполняемый файл, готовый к запуску; после этого ни текст программы, ни компилятор не нужны.
Библиотеки стандартных подпрограмм — позволяют вызывать стандартные процедуры из вновь разрабатываемой программы. Компоновщик — собирает разные части (модули) создаваемой программы и используемые в ней стандартные подпрограммы в единый исполняемый файл.
Отладчик — позволяет управлять процессом исполнения программы, определять место и вид ошибок в программе, наблюдать за изменением значений переменных и выражений.
Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами или приложениями. Можно выделить приложения общего и специального назначения. Приложения общего назначения требуются практически каждому пользователю для работы с разными видами информации. К ним относятся: текстовые редакторы и процессоры; графические редакторы и пакеты компьютерной графики; табличные процессоры; редакторы презентаций, аудио и видеоредакторы; системы управления базами данных; браузеры; почтовые программы и др. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нём так называемый офисный пакет программ, включающий основные приложения общего назначения. Наибольшее распространение получили такие офисные пакеты, как Microsoft Office и Open Office. С любого компьютера, имеющего выход в Интернет, может быть доступен онлайн-офис, независимо от того, какую операционную систему этот компьютер использует. Онлайн-офис — это набор веб-сервисов, включающий в себя все основные компоненты традиционных офисных пакетов: текстовый редактор, электронные таблицы, редактор презентаций и др. Самый известный онлайн-офис — Google Docs.
Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями в различных сферах деятельности. Это:
— настольные издательские системы,
— системы автоматизированного проектирования (САПР),
— программы компьютерного моделирования,
— геоинформационные системы (ГИС), системы автоматического перевода и другие программы.
Когда мы рассматривали основные функции, выполняемые ОС современного компьютера, то сказали о файловой системе. Давайте разберем подробнее эту функцию.
Из курса основной школы вам известно, что файл — это поименованная совокупность данных определённого размера, размещаемая на внешних устройствах (носителях информации) и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Файл характеризуется набором параметров (имя, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (архивный, системный, скрытый, только для чтения). Размер файла выражается в байтах. На каждом компьютерном носителе информации может храниться большое количество файлов. Для удобства поиска информации файлы по определённым признакам объединяют в группы, называемые каталогами или папками.
Каталог (папка) — это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов).
Правила построения имён файлов и папок (каталогов) зависит от ОС. В операционной системе Windows:
Файловые системы решают следующие задачи:
— определяют правила построения имён файлов и каталогов,
— поддерживают программный интерфейс работы с файлами для приложений,
— определяют порядок размещения файлов на диске,
— обеспечивают защиту данных в случае сбоев и ошибок,
— обеспечивают установку прав доступа к данным для каждого конкретного пользователя,
— обеспечивают совместную работу с файлами.
В операционных системах Windows распространены две файловые системы: FAT32 и NTFS. В ОС Linux применяются ext2fs и ext3fs.
Файлы хранятся на дисках, которые именуются, начиная с латинской буквы С. Файл, представляемый нами как единое целое, на самом деле может быть разбросан «кусочками» по всему диску. Минимальный размер такого «кусочка» (кластера, блока) — от 512 байт до 64 Кбайт в зависимости от используемой файловой системы. При размещении на диске каждому файлу отводится целое число кластеров.
Защита данных во время сбоев, ошибок
Эта функция обеспечивается за счёт журналирования, суть которого состоит в следующем:
Совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называют файловой структурой диска. Первоначально файловые системы поддерживали только одноуровневые файловые структуры: все файлы хранились в одном каталоге. Для хранения большого количества файлов используются иерархические (многоуровневые) файловые структуры: файлы группируются в каталоги, каталоги могут группироваться в каталоги более высокого уровня. Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом. Чтобы обратиться к нужному файлу, хранящемуся на некотором диске, можно указать путь (адрес каталога) — набор символов, показывающий расположение файла в файловой системе. Полное имя файла — запись пути к файлу, завершаемая именем файла. Сначала записывают диск, затем все папки, в которых он находится, разделяя их символом «\» и после записывают файл. Современные операционные системы имеют специальные инструменты, позволяющие достаточно быстро находить нужные файлы даже в том случае, когда точно не известно их расположение. Для поиска файла можно воспользоваться маской имени файла. Маска — это обозначение для группы файлов.
Используют два символа:
— Символ «?» (вопросительный знак) означает, что на его месте в имени файла должен быть ровно один произвольный (из допустимых) символ.
— Символ «*» (звёздочка) означает, что на его месте в имени файла может быть последовательность любых допустимых символов произвольной длины, в том числе и пустая последовательность.
Давайте рассмотрим пример: Какие файлы будут найдены по маске?
. doc — файлы имеют пять символов в собственном имени и с расширением .doc;
*.jpg — любое собственное имя с расширением jpg;
doc*.* — имя обязательно начинается на doc, но дальше могут стоять любое количество символов и расширение любое.
Давайте рассмотрим задачу
В каталоге находятся 6 файлов:
Определите, по какой из перечисленных масок из этих 6 файлов будет отобрана указанная группа файлов:
Решение: Выясним, какие группы файлов позволит выбрать каждая из масок. Результаты анализа представим в таблице:
Если файл соответствует маске, то в ячейке, находящейся на пересечении строки с именем файла и столбца с именем маски, будем ставить «+», иначе — «–». В столбце искомой маски, знаки «+» должны соответствовать отобранным файлам, знаки «–» — всем прочим. Анализируя маску *tor?*.d*, ставим знак «+» в ячейку, соответствующую файлу motors.dat. Данная маска позволяет отобрать файл, который не входит в интересующую нас группу, следовательно, она не может обеспечить отбор нужных файлов. Дальнейшее рассмотрение этой маски можно прекратить. Маска ?tor*.doc не позволит отобрать файл motors.dat, но она же не позволит отобрать и подлежащий отбору файл motors.doc. Следовательно, дальнейшее рассмотрение этой маски можно прекратить. Маска *?tor?*.do* позволяет отобрать только те файлы, которые нам нужны. Её можно использовать для решения задачи. Но, возможно, задача имеет не одно решение. Проверяем маску *tor?.doc*. Она не позволит нам отобрать файл storch.doc. Итак, решением задачи может быть только третья маска *?tor?*.do*
Итак, сегодня вы узнали про программное обеспечение (ПО). Оно бывает: системное (работает системный администратор), системы программирования (работают программисты), прикладное (работают все пользователи). Узнали, что системное ПО разделяется на операционную систему и сервисные программы (утилиты). Основные компоненты операционной системы — это управление устройствами, управление процессами, пользовательский интерфейс и работа с файлами. Для работы с файлами есть файловые системы. Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами (приложениями). Приложения общего назначения требуются практически всем. Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями.
Соедините стрелками. Укажите, в какой программе создан файл.
Реши кроссворд «Программное обеспечение».
Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:
Решение: первый и четвёртый варианты ответа отпадают, поскольку в них нет ни одного символа перед слогом «ba». Третий вариант отпадает из-за того, что между точкой и «xt» нет ни одного символа. Остаётся второй вариант, он полностью соответствует маске: первому слева знаку вопроса сопоставляется «о», звёздочке — пустая последовательность, второму знаку вопроса — «t». Ответ: 2.
Информатика. 10 класс
Конспект урока
Информатика, 10 класс. Урок № 7.
Тема урока — Программное обеспечение (ПО) компьютеров и компьютерных систем
Урок посвящен теме «Программное обеспечение (ПО) компьютеров и компьютерных систем». В ходе урока школьники научатся классифицировать программное обеспечение, определять основные характеристики операционной системы, характеризовать имеющееся в распоряжении прикладное программное обеспечение, осуществлять основные операции с файлами и папками.
— программное обеспечение (ПО),
— файловая система и структура,
Учебник: Информатика. 10 класс: учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. — 288 с.
Изучая компьютер, у нас возникают вопросы: что самое важное в компьютере и что заставляет компьютер работать? Может процессор или Bios, а может оперативная память?
Мы с вами уже знаем, что компьютер это универсальное устройство для хранения, преобразования и передачи информации. Но сам компьютер не способен мыслить самостоятельно, как человек. Его надо научить — значит построить работу компьютера по инструкции, в которой указано, что надо делать. Такая инструкция должна содержать строгую последовательность команд на языке, понятном компьютеру. Каждая команда должна сообщать компьютеру, как надо обрабатывать данные для получения желаемого результата. Такая инструкция называется программой. Получается, что компьютер состоит из двух основных частей:
Совокупность всех программ, предназначенных для выполнения на компьютере, называют программным обеспечением (ПО) компьютера.
На уроке мы с вами узнаем:
— как классифицировать программное обеспечение;
— как определять основные характеристики операционной системы;
— как характеризовать имеющееся в распоряжении прикладное программное обеспечение.
И научимся осуществлять основные операции с файлами и папками.
Сфера применения конкретного компьютера определяется как его техническими характеристиками, таки установленными на нем ПО.
ПО современных компьютеров насчитывает тысячи программ.
Тем не менее, все ПО можно разделить на три группы:
Системное программное обеспечение предназначено, прежде всего, для обслуживания самого компьютера, для управления работы его устройства. Включает в себя операционную систему и сервисные программы.
Операционная система — комплекс программ, обеспечивающих согласованное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
В настоящее время наиболее распространёнными ОС для персональных компьютеров являются Windows, Mac Os, Linux. Для смартфонов, планшетов и других мобильных устройств — Android, iOS, Windows Phone.
Рассмотрим основные функции, выполняемые ОС современного компьютера.
Для обеспечения согласованного функционирования аппаратного обеспечения компьютера в состав ОС входят драйверы — специальные программы, управляющие работой подключенных к компьютеру внешних устройств.
Программу, выполняемую на компьютере в текущий момент, принято называть процессом. Даже когда мы просто ищем информацию в сети Интернет, компьютер производит незаметные для нас операции по контролю за состоянием устройств, по защите от вирусов и т. д.
Современные ОС, планируя работы и распределяя ресурсы, обеспечивают возможность параллельной обработки нескольких процессов. Это свойство ОС называется многозадачностью.
Современные операционные системы обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса.
За организацию хранения информации и обеспечения доступа к ней отвечает подсистема ОС, называемая файловой системой.
К сервисным программам (утилитам) относят различные программы, выполняющие дополнительные услуги системного характера:
— Обслуживание дисков и диагностика компьютера:
— сжатие программ и данных.
— обнаружение компьютерных вирусов и средства «лечения».
Многие программы сжатия данных построены на основе алгоритма Хаффмана.
Сжать с помощью алгоритма Хаффмана фразу:
Частота встречаемости символов
Частоты встречаемости символов выписать в ряд — это будут вершины будущего графа (дерева). В центре лучше расположить символ с наибольшим весом. Выбрать две вершины с наименьшими весами и объединить их — создать новую вершину, вес которой задать равным сумме весов двух предыдущих вершин. Расставить на рёбрах графа числа «0» и «1» (например, на верхнем ребре — «0», а на нижнем — «1»). Чтобы выбранные вершины больше не просматривались, стереть их веса. Продолжить объединение вершин, каждый раз выбирая пару с наименьшими весами, до тех пор, пока не останется одна вершина — корень дерева. Вес этой вершины будет равен длине сжимаемого массива.
Создать кодовую таблицу. Для определения двоичного кода каждой буквы надо пройти от корня до этой вершины, выписывая «0» и «1», встречающиеся на маршруте.
Исходный текст состоит из 16 символов, т. е. его длина в несжатом виде будет равна 16 байт или 128 бит. Код сжатого текста будет занимать 44 бита. Получаем коэффициент сжатия, равный 128/44 ≈ 2,9.
Комплекс программных средств, предназначенных для разработки новых программ, называют системой программирования или интегрированной средой разработки.
Рассмотрим основные компоненты, входящие в состав большинства систем программирования.
Специализированный текстовый редактор — позволяет программисту набрать и отредактировать текст программы на языке программирования высокого уровня. Трансляторы — специальные программы для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды; существует два типа трансляторов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы — обрабатывают и исполняют команды программы последовательно, от оператора к оператору, при каждом запуске программы она заново переводится в машинные коды. Компиляторы — обрабатывают весь текст программы, преобразовывая его в машинный код и строя исполняемый файл, готовый к запуску; после этого ни текст программы, ни компилятор не нужны.
Библиотеки стандартных подпрограмм — позволяют вызывать стандартные процедуры из вновь разрабатываемой программы. Компоновщик — собирает разные части (модули) создаваемой программы и используемые в ней стандартные подпрограммы в единый исполняемый файл.
Отладчик — позволяет управлять процессом исполнения программы, определять место и вид ошибок в программе, наблюдать за изменением значений переменных и выражений.
Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами или приложениями. Можно выделить приложения общего и специального назначения. Приложения общего назначения требуются практически каждому пользователю для работы с разными видами информации. К ним относятся: текстовые редакторы и процессоры; графические редакторы и пакеты компьютерной графики; табличные процессоры; редакторы презентаций, аудио и видеоредакторы; системы управления базами данных; браузеры; почтовые программы и др. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нём так называемый офисный пакет программ, включающий основные приложения общего назначения. Наибольшее распространение получили такие офисные пакеты, как Microsoft Office и Open Office. С любого компьютера, имеющего выход в Интернет, может быть доступен онлайн-офис, независимо от того, какую операционную систему этот компьютер использует. Онлайн-офис — это набор веб-сервисов, включающий в себя все основные компоненты традиционных офисных пакетов: текстовый редактор, электронные таблицы, редактор презентаций и др. Самый известный онлайн-офис — Google Docs.
Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями в различных сферах деятельности. Это:
— настольные издательские системы,
— системы автоматизированного проектирования (САПР),
— программы компьютерного моделирования,
— геоинформационные системы (ГИС), системы автоматического перевода и другие программы.
Когда мы рассматривали основные функции, выполняемые ОС современного компьютера, то сказали о файловой системе. Давайте разберем подробнее эту функцию.
Из курса основной школы вам известно, что файл — это поименованная совокупность данных определённого размера, размещаемая на внешних устройствах (носителях информации) и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Файл характеризуется набором параметров (имя, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (архивный, системный, скрытый, только для чтения). Размер файла выражается в байтах. На каждом компьютерном носителе информации может храниться большое количество файлов. Для удобства поиска информации файлы по определённым признакам объединяют в группы, называемые каталогами или папками.
Каталог (папка) — это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов).
Правила построения имён файлов и папок (каталогов) зависит от ОС. В операционной системе Windows:
Файловые системы решают следующие задачи:
— определяют правила построения имён файлов и каталогов,
— поддерживают программный интерфейс работы с файлами для приложений,
— определяют порядок размещения файлов на диске,
— обеспечивают защиту данных в случае сбоев и ошибок,
— обеспечивают установку прав доступа к данным для каждого конкретного пользователя,
— обеспечивают совместную работу с файлами.
В операционных системах Windows распространены две файловые системы: FAT32 и NTFS. В ОС Linux применяются ext2fs и ext3fs.
Файлы хранятся на дисках, которые именуются, начиная с латинской буквы С. Файл, представляемый нами как единое целое, на самом деле может быть разбросан «кусочками» по всему диску. Минимальный размер такого «кусочка» (кластера, блока) — от 512 байт до 64 Кбайт в зависимости от используемой файловой системы. При размещении на диске каждому файлу отводится целое число кластеров.
Защита данных во время сбоев, ошибок
Эта функция обеспечивается за счёт журналирования, суть которого состоит в следующем:
Совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называют файловой структурой диска. Первоначально файловые системы поддерживали только одноуровневые файловые структуры: все файлы хранились в одном каталоге. Для хранения большого количества файлов используются иерархические (многоуровневые) файловые структуры: файлы группируются в каталоги, каталоги могут группироваться в каталоги более высокого уровня. Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом. Чтобы обратиться к нужному файлу, хранящемуся на некотором диске, можно указать путь (адрес каталога) — набор символов, показывающий расположение файла в файловой системе. Полное имя файла — запись пути к файлу, завершаемая именем файла. Сначала записывают диск, затем все папки, в которых он находится, разделяя их символом «\» и после записывают файл. Современные операционные системы имеют специальные инструменты, позволяющие достаточно быстро находить нужные файлы даже в том случае, когда точно не известно их расположение. Для поиска файла можно воспользоваться маской имени файла. Маска — это обозначение для группы файлов.
Используют два символа:
— Символ «?» (вопросительный знак) означает, что на его месте в имени файла должен быть ровно один произвольный (из допустимых) символ.
— Символ «*» (звёздочка) означает, что на его месте в имени файла может быть последовательность любых допустимых символов произвольной длины, в том числе и пустая последовательность.
Давайте рассмотрим пример: Какие файлы будут найдены по маске?
. doc — файлы имеют пять символов в собственном имени и с расширением .doc;
*.jpg — любое собственное имя с расширением jpg;
doc*.* — имя обязательно начинается на doc, но дальше могут стоять любое количество символов и расширение любое.
Давайте рассмотрим задачу
В каталоге находятся 6 файлов:
Определите, по какой из перечисленных масок из этих 6 файлов будет отобрана указанная группа файлов:
Решение: Выясним, какие группы файлов позволит выбрать каждая из масок. Результаты анализа представим в таблице:
Если файл соответствует маске, то в ячейке, находящейся на пересечении строки с именем файла и столбца с именем маски, будем ставить «+», иначе — «–». В столбце искомой маски, знаки «+» должны соответствовать отобранным файлам, знаки «–» — всем прочим. Анализируя маску *tor?*.d*, ставим знак «+» в ячейку, соответствующую файлу motors.dat. Данная маска позволяет отобрать файл, который не входит в интересующую нас группу, следовательно, она не может обеспечить отбор нужных файлов. Дальнейшее рассмотрение этой маски можно прекратить. Маска ?tor*.doc не позволит отобрать файл motors.dat, но она же не позволит отобрать и подлежащий отбору файл motors.doc. Следовательно, дальнейшее рассмотрение этой маски можно прекратить. Маска *?tor?*.do* позволяет отобрать только те файлы, которые нам нужны. Её можно использовать для решения задачи. Но, возможно, задача имеет не одно решение. Проверяем маску *tor?.doc*. Она не позволит нам отобрать файл storch.doc. Итак, решением задачи может быть только третья маска *?tor?*.do*
Итак, сегодня вы узнали про программное обеспечение (ПО). Оно бывает: системное (работает системный администратор), системы программирования (работают программисты), прикладное (работают все пользователи). Узнали, что системное ПО разделяется на операционную систему и сервисные программы (утилиты). Основные компоненты операционной системы — это управление устройствами, управление процессами, пользовательский интерфейс и работа с файлами. Для работы с файлами есть файловые системы. Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами (приложениями). Приложения общего назначения требуются практически всем. Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями.
Соедините стрелками. Укажите, в какой программе создан файл.
Реши кроссворд «Программное обеспечение».
Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:
Решение: первый и четвёртый варианты ответа отпадают, поскольку в них нет ни одного символа перед слогом «ba». Третий вариант отпадает из-за того, что между точкой и «xt» нет ни одного символа. Остаётся второй вариант, он полностью соответствует маске: первому слева знаку вопроса сопоставляется «о», звёздочке — пустая последовательность, второму знаку вопроса — «t». Ответ: 2.