Б С Бусигін - Прикладна інформатика - страница 7

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83 

Як правило прикладна програма не працює сама з апаратурою, а користується послугами операційної системи. Виключення (рос.-исключение) складають випадки, коли користувач самостійно забезпечує доступ до апаратури зі своєї програми. При зверненні до стандартної апаратури з програми користувача у комп'ютерах фірми IBM або сумісних з ними використовується механізм драйверів. Однак драйвери ОС не завжди звертаються прямо до апаратури. Як правило вони викликають функції BIOS, і вже BIOS виконує усі дії щодо уводу-виводу на рівні своїх переривань. Звичайно, BIOS містить програми обслуговування тільки стандартних пристроїв уводу-виводу, а нестандартні пристрої обслуговуються драйверами безпосередньо.

Використання BIOS як додаткового інтерфейсу поміж драйверами стандартних пристроїв і апаратурою різко підвищує "живучість" DOS на не "зовсім сумісних" з IBM РС персональних комп'ютерах інших виробників. Це можливо завдяки тому, що виробники сумісних комп'ютерів ураховують (рос.-учитывают) у програмах BIOS особливості всієї апаратури, яка постійно з'являється. У цьому випадку і DOS, і програма користувача тим більш не бачать ніяких відмін у нових компонентах ПК.

З іншого боку, користувачі можуть легко доповнювати ОС своїми особистими драйверами, які складені (рос.-составлены) для нестандартних пристроїв, або заміняти стандартні драйвери і функції BIOS. При цьому треба відмітити, що оскільки драйвер повинен враховувати усі деталі конструкції кожного пристрою і працювати у режимі реального часу, тому хочаб частина його повинна бути написана на машинно-орієнтованій мові програмування.

2.4 Управління пристроями за допомогою драйверів

Управління зовнішніми пристроями - це одна з важливіших функцій аби якої операційної системи. Система повинна забезпечувати ефективний і зручний доступ до периферійних пристроїв, а також забезпечувати можливість уніфікованої розробки програмного забезпечення для зовнішніх пристроїв, які знов підключаються. Тому після завантаження операційної системи, остання, у відповідності зі вказаними у спеціальних областях жорсткого диску даними, завантажує в ОЗУ драйвери підключених до ПК пристроїв. Номенклатура таких зовнішніх пристроїв надзвичайно велика. До них можна віднести і нові типи пристроїв зовнішньої пам'яті (Zip, Jazz, стримери, магнітні диски підвищеної ємності і др.), бездротові клавіатури і маніпулятори типу миша (рис. 2.14), тьюнери, відео приставки, цифрові фотокамери, мікрофони і багато іншого.

Більшість з них обмінюються даними с мікропроцесором асинхронно, тобто через нерівні відрізки часу. Незважаючи на це, технології створення відповідних драйверів вирішують практично аби які задачі. Розглянемо процес взаємодії комплексу пристроїв, які підтримуються відповідними драйверами. Отже, аби який зовнішній пристрій характеризується унікальним уніфікованим інтерфейсом обміну даними з комп'ютером, а також набором внутрішніх команд. У їх склад, як правило, входять наступні:

О ініціалізації, які приводять пристрої у готовність до роботи;

в управління компонентами (механічними, електричними, електронними та ін.) даного пристрою;

© управління обміном даними від комп'ютера до пристрою і назад;

О завершення процесу сумісної роботи (очистка регістрів, буферів, скидання (рос.-сброс) прапорців (рос.-флагов), відключення живлення елементів, які завершили роботу).

Кожна версія операційної системи концептуально розробляється один раз, а зовнішніх пристроїв кожного року у світі з'являються десятками тисяч. Тому уявляється важливим з боку ОС розглядати зовнішній пристрой як деякий абстрактно узагальнений (рос.-обобщённый) об'єкт, який має незмінний інтерфейс, тобто уніфіковані засоби доступу до нього і обміну даними з ним. А усі тонкості, які відносяться до специфіки конструкції і функціонування реального пристрою, розробники намагаються (рос.-стремятся) «припрятати» у тілі драйвера, який програмується.

При реалізації вказаної концепції для доступу до зовнішнього пристрою в DOS і у багатьох інших ОС використовується універсальна абстракція файла. Важливо відмітити, що як правило файл практично у більшості операційних систем уявляє собою комплексну структуру, яка уключає (рис. 2.15):

О ім'я з розширенням з трьох символів, яке міститься у каталогу (FAT);

в байт атрибутів файлу (файл тільки для читання, системний і т.д.);

© час (рос.-время) і дата створення файлу або її модифікації;

О розмір файлу у байтах;

в посилання на перший кластер6 магнітного диску, з котрого починається розташування усього файлу;

© у таблиці розташування файлів містяться номери кластерів, у яких міститься файл цілковито (і) і т.д.

Докладні дані про розмір, час створення, атрибути запису та інші характеристики

файла_

Три кластери змісту файла, розташовані один за одним

Один кластер, який розташовано окремо

Ім'я файла і номер першого кластера його розташування, які знаходяться окремо у таблиці імен (наприклад, FAT)

Рис . 2.15. Комплексні характеристики, які описують файл, що зберігається на

магнітному диску

Окрім справжніх файлів (звичайних файлів або каталогів), котрі реально займають пам'ять на магнітних дисках, файлова система містить так звані спеціальні файли, для котрих, як і для справжніх файлів, відводяться окремі (логічні) імена, але котрим реально (рос.-на самом деле) відповідають зовнішні пристрої. Таке рішення дозволяє зручним способом (рос.-естественным образом) працювати у одному і тому ж інтерфейсі з аби яким файлом або зовнішнім пристроєм. (Насправді, у деяких випадках використовування нестандартних зовнішніх пристроїв нерідко може виходити за межі стандартного інтерфейсу.) Зрозуміло, що проста об'ява зовнішнього пристрою

6 Кластер - група блоків диску, яка розглядається як єдине ціле. У MS DOS і деяких інших операційних системах- мінімальна одиниця розподілу дискового простіру. Складається з одного або декількох сусідніх секторів. Розмір сектора, як правило, кратний ступені числа 2. Може мати значення: 124, 256, 512 або більше кілобайт.

Доріжки

спеціальним файлом не дає можливості працювати з цим пристроєм, якщо не створений і відповідним чином не є підключеним до системи спеціальний програмний код, який відповідає специфіки даного пристрою.

Як і у більшості сучасних операційних систем, такого роду програмний код у ОС DOS зветься драйвером пристрою (у цьому контексті слово драйвер краще усього розуміти у значенні "управляюча програма"). Також, як і у аби який іншій системі, драйвер пристрою - це багато входовий програмний модуль

зі своїми статичними даними, котрі повинні і вміють ініціювати роботу з пристроєм, виконувати обміни, які заказує користувач (на увід або вивід даних), термінувати роботу з пристроєм і обробляти переривання від пристрою.

Як приклад можна розглянути команду ОС DOS «COPY». Її адресні частини можна розглядати під різними кутами зору і тоді вони мають різни значення (варіанти, назви і т.д.), а також і об'єкти перепису з одного місця магнітного носія на інше (рис. 2.16, 2.17).

Сектор 1, доріжки О

Доріжка О

Сектор 1

Рис. 2.16. Розташування секторів і доріжок на поверхні пластини магнітного диску

№ пп

І

Ім'я команди COPY

Перший об'єкт перепису Джерело       (рос. -источник)

Другий об'єкт перепису

Приймач     (рос. -приёмник)

даних

даних

2

COPY

 

Ім'я файлу

Адреса, куди його потрібно записати

3

COPY

 

Путь     до     файлу, що переписується

Адреса кінцевого запису

4

COPY

 

Ім'я каталогу

Адреса призначення

5

COPY

 

Ім'я пристрою, що передає дані

Ім'я  файлу,  який отримує дані

6

COPY

 

Ім'я    файлу,    з котрого витягаються (рос.-извлекаются) дані

Ім'я  пристрою,   куди дані виводяться/розміщуються

7

F5

 

Виділений об'єкт або група

Каталог або ім'я пристрою

 

 

 

об'єктів

 

8

COPY

 

Виділений об'єкт або група

Місце призначення

 

(з контекстного

об'єктів

 

 

меню

об'єктів

 

 

 

робочого Windows)

столу

 

 

Рис. 2.17. Деякі трактовки використання команди копіювання даних

COPY у різному контексті

У загальному значенні команда COPY забезпечує перепис об'єктів з одного місця диску на інше. Об'єктами перепису як правило виступають файли і каталоги. Але в указаному користувачем контексті, джерелами і приймачами даних можуть бути також і пристрої, яким присвоюється логічне ім'я CON (табл. 2.2).

Таблиця 2.2

Використання пристроїв, як джерел (рос.-источников) і _приймачів об'єктів файлового типа_

Поточний (рос.-

текущий) диск

Команда, що вводиться і її адресні частини

Результат виконаної дії

С:\>

COPY A:\ PROG C:\ FRAG

Каталог PROG с диску А: перепишеться у каталог FRAG на диску C:

С:\>

COPY    mN FILE1.txt

Дані, які набираються на клавіатурі, уводяться у файл з іменем FILE1.txt. ^ON - файл-джерело даних). Після закінчення уводу текстових даних у файл FILE1.txt потрібно натиснути сполучення клавіш Ctrl+Z, що призведе до закриття файлу з додаванням у його кінці признаку його кінця.

С:\>

COPY  FILE1.txt mN

Дані, які містяться у файлі з ім'ям FILE1.txt, виводяться на екран дисплея комп'ютера ^ON - файл приймальник даних)

Таким чином, якщо логічне ім'я СGN стоїть на першому місці у команді COPY, то воно трактується як логічне ім'я системного пристрою уводу-виводу, тобто клавіатури. Після завершення уводу текстових даних у відкритий файл з завданим ім'ям і закриття цього файлу сполученням клавіш [Ctrl+Z] можна продивитися його зміст на экран дисплея. У цьому останньому випадку, СGN - логічне ім'я пристрою виводу, хоча по суті, дія яка виконується позначає (рос.-обозначает) вивід (перепис) одного файлу (FILE1.txt) у другий ^ON).

Концепція абстрактного файлу у цьому випадку витримується повністю, так як вказуючи стандартне логічне ім'я СGN ми абсолютно не замислюємося про реальний тип, назву і фірму виробника клавіатури або дисплею. Їх драйвера підтримують концептуально відповідний файловий обмін даними.

Запитання.

1. Як звуться головні апаратні компоненти комп'ютеру?

2. Які компоненти входять до складу материнської плати?

3. Що собою уявляє базова система уводу - виводу ПК (BIOS - Basic Input/Output System)?

4. Які п'ять головних функцій виконує BIOS після включення ПК?

5. Чим "теплий" перезапуск ПК відрізняється від "холодного"?

6. Які головні функції запису Master Boot Record?

7. Де може розміщуватися Master Boot Record? S. Що таке порт ПК?

Оператор (мови) - базова одиниця дії в мовах програмування і алгоритмічних мовах.

Програма - упорядкована послідовність команд, які підлягають обробці.

ГОСТ.

3. КОМАНДНА ОСНОВА РОБОТИ КОМПЬЮТЕРА

3.1. Роль команд у процесі управління комп'ютером

Персональні комп'ютери (ПК) сьогодні можна побачити на робочому місці спеціаліста практично аби якої професії. Вони стали невід'ємною частиною виробничої діяльності організацій и підприємств, розширюючи область промислової обробки даних. Ця ситуація виникла з багатьох причин, і в першу чергу тому, що ПК став доступним, мініатюрним і зручним пристроєм для уводу, зберігання, обробки і виводу інформації практично у всіх відомих предметних областях1 (рис. 3.1). Більш того, перше питання при прийомі спеціаліста на роботу в організацію аби якої форми власності формулюється дуже просто: "Комп'ютером володієте?". Так що мова йде про нову форму грамотності - комп'ютерної грамотності.

Обробка команд і даних (комп'ютер)

Увід команд і

даних (користувач)

Вивід реакції на команди і дані користувача (комп'ютер)

Рис. 3.1. Процес рішення задачі користувачем на комп'ютері

І щоб оволодіти цією грамотністю в умовах, коли функції комп'ютерної техніки постійно удосконалюються і ускладнюються, потрібно добре уявляти особливості його роботи і принципи функціонування.

Як відомо, процес взаємодії користувача з ПК в процесі рішення задачі ґрунтується (рос.-основывается) на декількох ключових моментах.

По-перше, при роботі з комп'ютером їм необхідно постійно управляти, тобто направляти його дії у потрібне русло. Бо, якщо після його включення не робити ніяких дій, сам комп'ютер не виконає ні однієї конкретної задачі, поки не дочекається конкретних дій (команд) користувача. Останні уводяться, як

1 Предметна область - клас задач, які вирішуються програмним засобом або програмною системою.

56правило, шляхом натиснення клавіш на клавіатурі ПК або кнопок миші, після наведення курсору на управляючі елементи додатків або операційної системи. Ці дії примушують ті компоненти, котрі їх отримали, породжувати (рос.-порождать), у свою чергу, командні стимули на рівні цих програмних компонентів і так далі униз по ієрархії. Щоб уникнути в суть процесів, які діються, необхідно розглянути самий верхній рівень уявлення поняття і терміна "команда" для ПК, котрий відповідає рівню взаємодії останнього з користувачем.

Як правило, під управлінням розуміють процес цілеспрямованого впливу (рос. -воздействия) на систему, який забезпечує підвищення її організованості, з ціллю досягнення того або іншого корисного результату. При цьому аби яка система управління розподіляється на дві підсистеми: управляючу і ту, якою управляють. Зв'язок від управляючої підсистеми до тієї, якою управляють зветься прямим зв'язком. Такий зв'язок існує завжди. Протилежний по напряму зв'язок зветься зворотнім (рос.-обратным). Поняття зворотнього зв'язку е фундаментальним в техніці, природі і суспільстві. Досвід показує, що управління без сильних зворотних зв'язків не ефективно, так як не володіє (рос. -обладает) властивістю до самовиявлення помилок, формулюванню проблем, не дозволяє використовувати можливості саморегулювання системи, а також досвід і знання спеціалістів. У комплексі користувач-компЮтер прямим зв'язком є діяння (рос-воздействие) на комп'ютер з ціллю отримання рішення деякої задачі, а зворотньою - повідомлення про хід її рішення (рис. 3.2).

Прямий зв'язок (команди користувача)

Зворотній зв'язок (реакція операційної системи ПК і додатка, з якими працює користувач, на його команди)

Комп'ютер (система, якою управляють)

Рис. 3.2. Управляючі зв'язки при взаємодії користувача з комп'ютером

По-друге, здійснення прямих і зворотних зв'язків поміж двома системами реалізується    на    рівні    інтерфейсу3    (комп'ютера),    який забезпечує

2 Фундаментальний - дещо, що складає головну частину або основу чогось. Як правило, застосовується як характеристика основоположних елементів наук або прикладних галузей знань. Наприклад, фундаментальні дослідження, фундаментальні поняття.

3 Інтерфейс - засіб об'єднання двох або більше частин декількох систем.інтероперабельність4 поміж системами, що взаємодіють, тобто користувачем і ПК. Головні задачі підтримки інтерфейсу ПК покладається на операційну систему (ОС) і будуть обговорені у подальшому у главі 4. Інтерфейс додатків, які працюють під управлінням ОС, створюється їх розробниками і залежить від конкретних задач, які вирішуються за їх допомогою.

І, нарешті, по-третє, як управління комп'ютером, так і забезпечення роботи його і усіх його компонентів здійснюється шляхом виконання різноманітних команд, з котрих формуються програми або послідовності наборів команд для опису дій комп'ютера, які приводять до рішення задач користувача. Так, у багатьох сучасних додатках (MS Word, MS Excel та ін.) рішення аби якої типової задачі реалізується послідовністю клацань мишею на назвах меню, командах у списках, що розкриваються, командних кнопках і інших управляючих елементах, котрі у своєї сукупності і виконані у визначеній (рос. -определённой) послідовності грають по сутності роль програми з «елементів мови» даного додатку (рис.З.З).

ПРОГРАМА ДІЙ.

1. Виділити діапазон комірок В4^16.

2. В меню Формат оберіть команду Ячейки.

3. Клацніть по вкладці Число, якщо вона не є активною.

4. У списку Числовые форматы оберіть грошовий формат.

5. Установіть в полі Число десятичных знаков значення 0.

6. Нажміть кнопку ОК, щоб повернутися у лист.

Рис. 3.3. Програма для форматування діапазону комірок в додатку (мові) Excel

За час тривалого періоду розвитку комп'ютерів термін команда увібрав у себе багато значень і отримав не менше відтінків. Поза межами комп'ютерного світу слово команда має два головних значення:

О колектив людей, які об'єднані загальною (рос.-общей) ціллю (футбольна, пожежна та інші команди);

© усний наказ виконати які нибудь дії (наприклад, наліво, направо, стій, кругом і т. і.).

У інформатиці значень і змістів (рос.-смьіслов) слова команда Ви можете найти значно більше, чим у всіх інших сферах діяльності людини. Вони присутні   на   різних   рівнях5   існування   і   представлення компонентів

4 Інтероперабельність - можливість (рос.-способность) обмінюватися повідомленнями, виконувати програми або пересилати дані поміж різними функціональними елементами систем.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83 


Похожие статьи

Б С Бусигін - Прикладна інформатика