лекция 2 - Система управления электронными

Лекция 2 – Программное обеспечение компьютера
Классификация программ
Программа - последовательность команд, предписывающих компьютеру выполнение
определенных действий. Программное обеспечение (англ. software) - совокупность
программ и документации, необходимой для использования этих программ.
По назначению программное обеспечение делится на:
1.
2.
3.
4.
5.
Базовое;
Системное;
Служебное;
Инструментальное;
Прикладное.
По способу распространения и использования программное обеспечение делится на:
1.
2.
3.
4.
Коммерческое;
Бесплатное (freeware);
Условно-бесплатное (shareware);
Открытое (open source).
Виды прикладного программного обеспечения:
1. Текстовый редактор (англ. word processor) - программа создания и обработки
текстовых документов. Пример: Microsoft Word, OpenOffice Writer.
2. Электронная таблица (англ. spreadsheet) - программа создания и обработки данных
в виде таблиц. Пример: Microsoft Excel, OpenOffice Calc.
3. Редактор презентаций (англ. presentation) - программа подготовки
демонстрационных материалов для публичных выступлений. Пример: Microsoft
PowerPoint, OpenOffice Impress.
4. Графический редактор (англ. graphics editor) - программа создания и обработки
графических изображений. Различают растровые, векторные и трехмерные
графические редакторы. Растровые графические редакторы используются для
обработки изображений в растровой кодировке. Пример: Adobe Photoshop, GIMP.
Векторные графические редакторы используются для создания изображений в
векторной кодировке. Пример: CorelDRAW, Adobe Illustrator, Inkscape. Трехмерные
графические редакторы используются для создания и обработки трехмерной
графики и анимации. Пример: Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Blender.
5. Настольная издательская система (англ. desktop publishing) - программа подготовки
макета страниц полиграфических изданий. Пример: Adobe InDesign,
QuarkXPress, Microsoft Publisher.
6. Справочно-правовая система - программа хранения и поиска законов, указов и
постановлений различных органов государственной власти.
Пример: Гарант, Консультант Плюс, Кодекс.
Установка программного обеспечения (инсталляция) - процесс настройки программного
обеспечения перед первым запуском программы. Установка программного обеспечения
производится с помощьюдистрибутива, представляющего собой один или несколько
архивов, в которых содержатся все файлы, необходимые для работы программы. Для
операционных систем семейства Windows дистрибутив имеет расширение exe или msi;
для операционной системы Linux дистрибутив имеет расширение deb или rpm.
Операционные системы
Операционная система - набор программ, обеспечивающих управление устройствами
компьютера, процесс выполнения программ, взаимодействие программ между собой и с
пользователем. Основные функции операционной системы:
1.
2.
3.
4.
загрузка программ в оперативную память и их выполнение;
работа с накопителями через организацию файловой системы;
доступ к устройствам ввода-вывода информации;
взаимодействие пользователя с программами.
Некоторые дополнительные функции операционной системы:
1. одновременное выполнение нескольких программ;
2. поддержка работы в компьютерных сетях;
3. разграничение прав доступа пользователей.
Виды пользовательского интерфейса операционных систем:
1. консольный (интерфейс командной строки);
2. графический.
Семейство операционных систем Microsoft Windows делится на
1. пользовательские (Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8.1);
2. серверные (Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows Server 2012);
3. мобильные (Windows Phone 8.1).
Семейство операционных систем UNIX делится на
1. Linux (дистрибутивы Ubuntu 14.10, Fedora 20, openSUSE 13.2, Android 5.0);
2. Mac OS X (пользовательские Mac OS X Yosemite, мобильные iOS 8).
Файловая система
Файл - основная структурная единица организации и хранения информации на носителе;
поименованная совокупность данных в памяти компьютера или на
носителе. Папка (каталог, директория) - файл специального вида, в котором храниться
информация о содержащихся в нем файлах и других папках. Папки служат средством
структурирования хранящихся на носителях файлов. Для работы с файлами на носителях
операционная система использует файловую систему. Файловая система - система
адресации файлов на носителях, организованная по табличному принципу. Данные о
местонахождении файлов хранятся в системной области носителя в специальной таблице
размещения файлов. Наименьшей физической единицей хранения данных на носителе
является сектор, а наименьшей единицей адресации данных на носителе
является кластер. Для создания файловой системы на жестком диске или дискете
необходимо выполнить форматирование диска, состоящее в записи на него управляющей
информации, определяющей точки начала и конца отдельных секторов.
Файловые системы, применяемые в операционных системах семейства Windows:
1. FAT (англ. file allocation table). Варианты реализации: FAT16, FAT32.
2. NTFS (англ. new technology file system).
Файловые системы, применяемые в операционных системах семейства UNIX:
1. ext (англ. extended file system). Варианты реализации: ext, ext2, ext3, ext4.
Применяется в Linux.
Операции с файлами:
1. создание файла - присвоение файлу имени и регистрация его в файловой системе.
Имя файла состоит из двух частей, разделенных символом "точка" – собственное
имя файла (описывает содержание информации в файле) и расширения файла
(указывает пользователю и операционной системе на тип информации в файле).
Место на носителе для файла выделяется отдельными секторами. Фрагментация
файла заключается в том, что файл занимает не последовательные сектора на
носителе, что отрицательно сказывается на времени доступа к файлу. Для
устранения фрагментации файлов используется процедура дефрагментации.
2. переименование файла - присвоение файлу нового имени.
3. копирование файла - создание файла, содержащего копию данных исходного
файла.
4. перемещение файла - создание файла, содержащего копию данных исходного
файла, с последующим удалением исходного файла.
5. удаление файла - удаление файла из файловой системы. Удаление файла проходит
в три этапа. На первом этапе удаленный файл помещается в корзину - часть памяти
на жестком диске, предназначенная для временного хранения удаленных файлов.
Удаленные файлы какое-то время сохраняются в корзине, что дает возможность
восстановить удаленный файл. На втором этапе удаленный файл удаляется из
корзины и место на носителе, занятое файлом, помечается в файловой системе, как
свободное. Файл удаляется из корзины в следующих случаях: корзина полная и
операционная система удаляет из нее файлы, начиная с того, который находится в
корзине самое долгое время по сравнению с другими; пользователь выполняет
операцию очистки корзины, при этом из корзины удаляются все находящиеся в ней
файлы; пользователь удаляет из корзины данный файл. Наконец, на третьем этапе
данные удаленного файла на носителе заменяются данными других файлов.
Операционная система хранит о каждом файле следующую информацию:
1. имя и расширение файла;
2. размер данных файла и размер памяти, занимаемый файлом на носителе;
3. дата и время создания файла, последнего изменения файла и последнего открытия
файла;
4. атрибуты файла "только для чтения" и "скрытый";
5. права доступа к файлу, содержащие информацию о том, кто из пользователей и
какие операции может выполнять с данным файлом (только в файловой системе
NTFS).
Сжатие данных
Архивация данных (архивация, сжатие данных) - уменьшение размера файла или файлов
без потери содержащихся в них данных. Для архивации
используют архиваторы (пример: WinRAR, WinZip), которые позволяют архивировать
файлы и помещать их в один общий файл, называемый архивом. Архивация данных
используется для
1. долговременного хранения редко используемых файлов;
2. упрощения переноса файлов с одного компьютера на другой;
3. передачи файлов через сеть Интернет.
Степень сжатия файла при архивации зависит от информации, содержащейся в файле.
Высокая степень сжатия может быть получена при архивировании текста, простых
одноцветных рисунков, исполняемых файлов. Низкая степень сжатия получается при
архивировании сложных рисунков со множеством мелких деталей, музыки, видео. Для
уменьшения размера файлов, содержащих рисунки, музыку или видео используются
алгоритмы сжатия данных с потерями, при этом теряется не существенная, плохо
воспринимая человеком часть информации.
Сжатие данных без потерь используется в форматах PNG. Сжатие данных с потерями
используется в форматах GIF, JPEG, MP3, AVI. Не используется сжатие данных в
форматах BMP, WAV.