Компьютерные ресурсы

Ресурсы персонального компьютера

  1. РЕСУРСЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Ресурсы (от французского слова. ressource) — средства, имеющиеся в наличии, но к которым обращаются лишь при необходимости (толковый словарь).

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д. Ресурсы подразделяются на четыре вида.

Виды ресурсов персонального компьютера:

  1. Аппаратные ресурсы (Hardware)
  2. Файловые ресурсы
  3. Программные ресурсы (Software)
  4. Сетевые ресурсы

Аппаратные ресурсы – это системный блок, периферийные устройства, любое оборудование, подключенное к компьютеру.

Файловые ресурсы – это файлы и папки, а также вся файловая система.

Программные ресурсы – это все программы установленные в компьютере. Часто называют программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение подразделяется на два вида: системное и прикладное ПО:

  • Системное программное обеспечение набор программ необходимой для функционирования компьютерной системы в целом, то есть программы необходимые для нормальной работы оборудования, программного обеспечения, сетевого оборудования, локальной сети, и т.д. Например: операционная система, драйвера, системные утилиты, базовая система ввода вывода.
  • Прикладное программное обеспечение программы необходимые пользователю для решения тех или иных задач. Например: MS WORD (текстовый редактор), MS EXCEL (табличный редактор), калькулятор и т.д.

Сетевые ресурсы – ресурсы доступные по сетям ЛВС. Как правило это ресурсы других компьютеров доступные по локальной или глобальной сети.

Компьютерная сеть – аппаратное и программное объединение двух и более компьютеров с выделением сетевых ресурсов. Для связи компьютеров в компьютерную сеть могут быть использованы следующие аппаратные средства:

  1. Модем
  2. Сетевая карта
  3. Сетевой кабель
  4. Сетевые коммутаторы
  5. WI-FI адаптер
  6. Беспроводное оборудование
  7. Маршрутизаторы
  8. Сетевые экраны
  9. И т. д.

Сетевыми ресурсами могут быть:

  • Оборудование (т.е. аппаратные ресурсы другого ПК или сетевые устройства), например сетевой принтер.
  • Информация (т.е. файлы и папки другого компьютера), например информация в Интернете, или на сервере.
  • Программное обеспечение (установленное на другом компьютере).
  1. НАСТРОЙКИ БРОУЗЕРА

Для эффективной и комфортной работы в Интернете необходима настройка браузера. Параметры оптимальной настройки зависят от многих факторов:

  • Свойств видеосистемы компьютера;
  • Производительности действующего соединения с Интернетом;
  • Содержания текущего Web – документа;
  • Личных предпочтений индивидуального пользователя.

Начать настройку программы Internet Explorer можно как из самой программы, так и через общесистемное средство Windows – Панель управления. Открывшееся окно отличается только названием и содержит семь вкладок для настройки разных групп параметров.

Общие параметры задают на вкладке общие. Здесь указывается стартовая страница, задать объем дискового пространства для хранения временных файлов и их удаления. Так же страницы подготовленные для чтения в автономном режиме. Кнопка Обновить на панели инструментов позволит получить самую последнюю версию документа независимо от настроек.

Управление оформлением отображаемых веб – страниц так же осуществляется элементами управления вкладки Общие. Используемые цвета настраиваются при помощи кнопки Цвета, а шрифты при помощи кнопки Шрифты.

Если по какой либо причине необходим полный контроль над оформлением отображаемых документов, используют кнопку Оформление. С её помощью можно задать принудительное использование параметров форматирования, заданных в свойствах браузера. Это может относиться к используемым цветам, начертаниям шрифтов и размерам шрифтов.

Настройка свойств соединения с интернетом осуществляется при помощи вкладки Подключение. Здесь доступны те же операции, что и при непосредственном использовании папки Сетевые подключения. Кроме того, можно указать, какое именно соединение, должно использоваться при работе браузера. С помощью переключателей можно задать режим отказа от автоматического подключения, стандартный режим подключения при отсутствии соединения или режим использования только одного соединения.

Выбор программ, используемых для работы в Интернете, осуществляется с помощью вкладки Программы. Все виды программ, кроме календаря, входят в дистрибутивный пакет браузера.

Средства защиты от потенциально опасного содержимого Веб – документов предоставляет вкладка Безопасность. Она позволяет указать Веб – узлы, взаимодействие с которыми следует считать опасным, и запретить прием с них информации, которая может оказаться разрушительной. Вкладка Конфиденциальность позволяет ограничить доступ Веб – узлов к личной информации, хранимой на компьютере. Веб – узлы имеют потенциальную возможность сохранять на компьютере пользователя небольшие информационные файлы и читать их при последующих обращениях к тому же узлу. На вкладке Конфиденциальность можно задать ограничения на прием маркеров cookie.

Для ограничения доступа к узлам с неприемлемым содержанием, а так же для управления использованием электронных сертификатов служат элементы управления вкладки Содержание.

Прочие настройки сосредоточены на вкладке Дополнительно. Они позволяют: соблюдать конфиденциальность работы с помощью средств шифрования, электронных сертификатов и своевременного удаления временных файлов; контролировать использование средств языка Java; управлять отображением мультимедийных объектов; использовать дополнительные настройки оформления; управлять режимом поиска Веб – страниц, содержащих нужную информацию.

  1. АБЗАЦЫ, РАЗРЫВЫ СТРОК, ЛИНЕЙКИ В WEB – ДОКУМЕНТАХ

Абзацы

Абзац – элементарный элемент оформления любого документа. Каждый заголовок документа тоже рассматривается как отдельный абзац.

Параметры абзаца:

  • Величина отступа слева;
  • Величина отступа справа;
  • Величина отступа первой строки абзаца;
  • Величина интервала перед абзацем и после него.

Для Web – страниц величина отступа для абзацев имеет большое значение. Это один из весьма немногих параметров форматирования, допускаемых для Web – документов, поэтому его используют очень широко.

В Web – документах применяют отбивки между абзацами. Отступ первой строки в них обычно не используют в связи с повышенными трудностями его создания. Роль отбивок между абзацами применяют для того чтобы визуально выделять абзацы Web – документов.

Тэг абзаца <P>

В отличие от большинства текстовых процессоров, в HTML-документе обычно игнорируются символы возврата каретки. Физический разрыв абзаца может находиться в любом месте исходного текста документа (для удобства его читаемости). Однако браузер разделяет абзацы только при наличии тэга <P>. Если вы не разделите абзацы тэгом <P>, ваш документ будет выглядеть как один большой абзац.

Дополнительные параметры тэга <P>:

<P ALIGN=left|center|right>

позволяют выравнивать абзац по левому краю, центру и правому краю соответственно.

Разрывы строк

Тэг <BR> извещает браузер о разрыве строки. Наилучший пример использования данного тэга — форматированный адрес или любая другая последовательность строк, где браузер должен отображать их одну под другой.

Дополнительный параметр позволяет расширить возможности тэга <BR>.

<BR CLEAR=left|right|al>

Данный параметр позволяет выполнить не просто перевод строки, а разместить следующую строку. Начиная с чистой левой (left), правой (right) или обоих (all) границ окна браузера. Например, если рядом с текстом слева встречается рисунок, то можно использовать тэг <BR> для смещения текста ниже рисунка.

Линейки в web-документах применяют при разделении страницы. Создаются они при помощи тега <HR>. В создании тега применяются атрибуты:

<SIZE> — определяет толщину линии;

<WIDTH> — определяет длину линии;

<ALIGHN> — определяет выравнивание линии.

Значение толщины линии указывают в пикселях, а значение длины – либо в пикселях, либо в процентах от ширины экрана монитора: <HR WIDHT=”300”> или < HR WIDHT=”75%”>.

Основные задачи системного программирования. Ресурсы компьютера.

программ для управления основными периферийными устройствами – дисководом, монитором, клавиатурой;•информация о том, где на диске расположена операционная система.К внешней памяти относятся носители информации: дискеты, диски,винчестер.К внутренней постоянной памяти относится ПЗУ – постоянное запоми-нающее устройство,Жесткий диск (винчестер) представляет собой блок из нескольких дис-ков/блинов(Disks) по поверхностям (Sides) которых перемещаются (плаваютв воздушном потоке) головки(Heads). Позиционируются головки по концен-трическим дорожкам/трекам(Tracks)/цилиндрам (Cylinders), каждый из кото- рых разделен на сектора (Sectors). Сектор является минимальным адресуе-мым блоком данных для диска и его размер равен 512 байтам.Оперативная память (ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) – в информатике – память, это часть системы памяти ЭВМ, в которую процес-сор может обратиться за одну операцию (Jump, Move и пр.). Предназначенадля временного хранения данных и команд, необходимых процессору для вы-полнения им операций. Оперативная память передает процессору команды иданные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оператив-ной памяти имеет свой индивидуальный адрес.В современных вычислительных устройствах, оперативная память вы-полнена по технологии динамической памяти с произвольным доступом(англ. dynamic random access memory, DRAM). Понятие памяти с произволь-ным доступом предполагает, что текущее обращение к памяти не учитываетпорядок предыдущих операций и расположения данных в ней. ОЗУ можетизготавливаться как отдельный блок, или входить в конструкцию однокри-стальной ЭВМ или микроконтроллера.

Основные функции операционной системы

Основные функции:

  • · Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
  • · Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
  • · Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
  • · Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
  • · Обеспечение пользовательского интерфейса.
  • · Обеспечение разделения аппаратных ресурсов между пользователями.
  • · Возможность работы с общими данными в режиме коллективного пользования.
  • · Осуществление восстановления информации в случае возникновения ошибок.

Понятие вычислительного процесса и ресурса. Основные виды ресурсов компьютера

Вычислительный процесс (или просто — «процесс») — это программа во время выполнения, т.е. когда ей предоставлен центральный процессор.

Ресурс — средства, имеющиеся в наличии, но к которым обращаются лишь при необходимости.

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д.

Виды ресурсов компьютера:

  • · Аппаратные ресурсы — это системный блок, периферийные устройства, любое оборудование, подключенное к компьютеру.
  • · Файловые ресурсы — это файлы и папки, а также вся файловая система.
  • · Программные ресурсы — это все программы установленные в компьютере. Часто называют программным обеспечением (ПО).
  • · Сетевые ресурсы

Ресурсы могут быть разделяемыми, когда несколько процессов могут их использовать одновременно (в один и тот же момент времени) или параллельно (в течение некоторого интервала времени процессы используют ресурс попеременно), а могут быть и неделимыми.

Основные виды ресурсов

Одним из важнейших ресурсов является сам процессор, точнее процессорное время. Имеется множество методов разделения этого ресурса.
Вторым важным ресурсом является оперативная память. В оперативной памяти может располагаться одновременно несколько процессов (точнее фрагментов, участвующих в вычислении), а может вся оперативная память предоставляться процессам попеременно.
В конкретный момент времени процессор при выполнении вычислений обращается к очень небольшому числу ячеек оперативной памяти, поэтому память желательно разделить для возможно большего числа параллельно исполняемых процессов. С другой стороны, чем больше оперативной памяти предоставлено процессу, тем условия для его выполнения. Проблема разделения оперативной памяти между параллельно выполняемыми процессами является наиболее актуальной.
Внешняя память, например магнитный диск, является двумя видами ресурсов:
— собственно память;
— доступ к ней.
Каждый из этих ресурсов может предоставляться независимо друг от друга, но для работы с внешней памятью необходимы оба вида ресурсов:
— собственно память используется одновременно;
— доступ к внешней памяти попеременный.
Если обращение к внешнему устройству использует механизм прямого доступа, то такие устройства разделяются параллельно. Если устройство работает с последовательным доступом, то оно не относится к разделяемым ресурсам, например, принтер или накопитель на магнитной ленте.
Важным видом ресурсов являются программные модули. Системные программные модули рассматриваются как ресурсы, которые могут быть разделены между параллельно выполняемыми процессами.
Программные модули могут использоваться:
— однократно;
— многократно.
Однократно исполняемые модули, как правило, могут быть выполнены только один раз, поскольку в процессе своего исполнения они могут:
— повредить часть кода;
— повредить исходные данные, от которых зависит ход вычислений.
Однократно исполняемые программные модули вообще не распределяются как ресурс системы, они, как правило, используются только на этапе загрузки системы.
Повторно используемые программные модули делятся на следующие виды:
— непривилегированные;
— привилегированные;
— реентерабельные.
Привилегированные программные модули работают в привилегированном режиме, при отключенной системе прерываний, т.е. никакие внешние события не могут нарушить естественный порядок вычислений. Привилегированный программный модуль всегда выполняется до конца и представляет собой попеременно разделяемый ресурс.
Структура привилегированного программного модуля включает следующие секции:
— отключение прерываний;
— собственно тело программного модуля;
— включение прерываний.
Непривилегированные программные модули – это обычные программные модули, которые могут быть прерваны во время своей работы. В общем случае их нельзя считать разделяемыми, потому что если его прервать в рамках одного процесса и запустить еще раз в рамках другого процесса, то промежуточные результаты для первого процесса могут быть потеряны.
Реентерабельные программные модули допускают повторное многократное прерывание своего исполнения и повторный их запуск при обращении из других задач, т.е. реентерабельные программные модули должны сохранять промежуточные значения для прерываемых вычислений и их восстановление, когда вычислительный процесс возобновляется с прерванной точки. Это можно реализовать двумя способами:
— с помощью статических методов выделения памяти под сохраняемые значения;
— с помощью динамических методов выделения памяти под сохраняемые значения. Этот метод используется чаще.
Реентерабельный программный модуль делится на следующие секции:
— привилегированный модуль, заказывающий в системной области памяти блок ячеек для хранения текущих (промежуточных) данных;
— основное тело реентерабельного модуля, которое и может быть прервано. Работает в непривилегированном режиме;
— привилегированный модуль, освобождающий в системной области памяти блок памяти, использованный для хранения промежуточных результатов.
При помещении всех промежуточных данных в системную область, на вершину стека помещается указатель на начало области данных и ее объем. Во время исполнения центральной секции реентерабельного программного модуля возможно ее прерывание. Если прерывание не возникло, то в последней секции производится освобождение использованного блока системной области памяти. Если во время исполнения центральной части произошло прерывание и другой вычислительный процесс обращается к тому же реентерабельному модулю, то для этого нового процесса выделяется новый блок памяти в системной области и на вершину стека записывается новый указатель. Повторное вхождение возможно, пока не израсходуется область системной памяти, выделенной специально для реентерабельной обработки.
При статическом способе выделения памяти резервируется область памяти для фиксированного числа вычислительных процессов, в которых будут располагаться переменные реентерабельных программных модулей, для каждого процесса своя область памяти. К таким процессам относятся драйверы ввода/вывода.
Кроме реентерабельных программных модулей еще имеются повторно входимые модули. Повторно входимые программные модули допускают многократное параллельное исполнение, но их нельзя прерывать. Повторно входимые программные модули состоят из привилегированных секций и повторное обращение к ним возможно только при завершении работы какой-либо секции. После выполнения какой-либо секции управление передается супервизору, который определит, какой процесс будет использовать этот модуль и с какой точки. В повторно входимых программных модулях определены все допустимые (возможные) точки входа. Повторно входимые модули встречают гораздо чаще, чем реентерабельные.
К ресурсам относятся также информационные ресурсы, т.е. данные. Информационные ресурсы включают в себя:
— переменные, находящиеся в оперативной памяти;
— файлы.
Если процессы используют данные только для чтения, то такие информационные ресурсы можно разделять.
Если процессы могут изменять данные, то работы с такими данными должна быть организована специальным образом.

Программирование задач управления вводом/выводом является наиболее сложным, требующим высокой квалификации, поэтому подпрограммы ввода/вывода:
— оформляли в виде системных библиотечных процедур;
— включили в операционную систему, чтобы не включать этот код в каждую программу, а только оформить обращение к нему.
Системы программирования вставляют в машинный код необходимые библиотечные подпрограммы ввода/вывода и обращения к тем системным программным модулям, которые управляют операциями обмена между оперативной памятью и внешними устройствами.
Управление вводом/выводом – одна из основных функций любой операционной системы.
Организация ввода/вывода в различных ОС имеет много общего, а реализация сильно отличается от системы к системе.

Основные понятия и концепции организации ввода/вывода в ОС

Сложность проектирование ввода/вывода возникает из-за огромного числа устройств различной природы и назначения. Разработчик ввода/вывода должен решить две задачи:
— обеспечить эффективное управление устройствами ввода/вывода;
— создать удобный и эффективный интерфейс устройств ввода/вывода, позволяющий прикладным программистам просто считывать или сохранять данные.
Система ввода/вывода должна быть универсальной.
Главный принцип ввода/вывода – любые операции по управлению вводом/выводом объявляются привилегированными и могут выполняться только самой ОС.
Для обеспечения этого принципа в большинстве процессоров вводятся два режима:
— режим пользователя, выполнение команд ввода/вывода запрещено;
— режим супервизора, выполнение команд ввода/вывода разрешено.
Использование команд ввода/вывода в пользовательском режиме вызывает исключение (прерывание) и управление передается ОС.
Для мультипрограммных ОС одним из основных видов ресурсов являются устройства ввода/вывода и обслуживающие их программы. ОС должны управлять разделяемыми и неразделяемыми устройствами и позволять параллельно выполняющимися задачам использовать различные устройства ввода/вывода.
Непосредственное обращение к внешним устройствам из пользовательских программ не разрешено по трем причинам:
— возможные конфликты при доступе к устройствам ввода/вывода;
— повышение эффективности использование этих ресурсов;
— ошибки в программах ввода/вывода могут привести к разрушению системы.
Компонента ОС, выполняющая ввод/вывод называется супервизором ввода/вывода. Основные задачи супервизора следующие:
— получение, проверка на корректность и выполнение запросов на ввод/вывод от прикладных задач и от модулей самой системы;
— планирование ввода/вывода: выполнение или постановка в очередь;
— инициирование ввода/вывода – передача управления драйверам;
— при получении сигналов прерывания передача управления соответствующей программе обработки прерывания;
— передача сообщений об ошибках, если они появляются;
— передача сигнала о завершении операции ввода/вывода.
Если устройство ввода/вывода является инициативным, управление со стороны супервизора ввода/вывода заключается в активизации соответствующего вычислительного процесса. Инициативное устройство – устройство, по сигналу прерывания от которого запускается соответствующая ему программа.
Имеются два основных режима ввода/вывода:
— режим обмена с опросом готовности;
— режим обмена с прерываниями.
Центральный процессор посылает устройству управления команду для ввода/вывода. Устройство ввода/вывода исполняет команду, преобразуя ее в сигнал, понятный устройству ввода/вывода. Устройства ввода/вывода намного медленнее центрального процессора, поэтому сигнал готовности приходится очень долго ждать, постоянно опрашивая устройство интерфейса. В режиме опроса готовности драйвер, управляющий процессом обмена данными с внешним устройством, выполняет в цикле команду «поверить готовность устройства». Центральный процессор в таком режиме используется нерационально.
Режим обмена с прерываниями является режимом асинхронного управления. Драйверы, работающие в режиме прерываний, представляют собой сложный комплекс программ и могут иметь несколько секций:
— секцию запуска, которая инициирует операцию ввода/вывода, включает устройство или инициирует очередь ввода/вывода;
— одну или несколько секций продолжения, которые являются обработчиками прерываний;
— секцию завершения, которая выключает устройство и завершает операцию.
Для организации использования многими параллельно выполняющимися задачами устройств ввода/вывода, которые не могут быть разделяемыми, введено понятие виртуального устройства (спулинга). Главная задача спулинга – создать видимость параллельного разделения устройства ввода/вывода с последовательным доступом, которое должно быть монопольным и быть закрепленным. Например, каждому вычислительному процессу можно предоставить не реальный, а виртуальный принтер, и поток выводимых символов сначала направить в файл на диске. По окончанию виртуальной печати в соответствии с дисциплиной обслуживания и приоритетами приложений содержимое спул файла выводится на принтер. Системный процесс, управляющий спул файлом, называется спулером.
Синхронный ввод/вывод характеризуется тем, что задача, выдавшая запрос на операцию ввода/вывода, переводится супервизором в состояние ожидания завершения указанной операции. Когда супервизор получает от секции завершения сообщение о завершении, он переводит задачу в состоянье готовности к выполнению, и она продолжает свою работу. Синхронный ввод/вывод является стандартным для большинства ОС.
Простейший вариант асинхронного вывода – буферизованный вывод данных на внешнее устройство, при котором данные из приложения передаются не непосредственно на устройство ввода/вывода, а в специальный системный буфер. В этом случае логически операция вывода считается законченной, и задача может не ожидать реального процесса вывода данных на устройство. Процессом реального вывода занимается супервизор ввода/вывода. Асинхронный вывод возможен при наличии двух условий:
— в запросе на вывод было указано на необходимость буферизации данных;
— устройство вывода допускает асинхронные операции.
Для организации асинхронного ввода необходимо:
— выделить область памяти для временного хранения считываемых с устройства данных;
— связать выделенный буфер с задачей, заказавшей операцию ввода;
— запрос на операцию ввода разбить на две части (два запроса).
В первом запросе указывается операция на ввод данных, как при асинхронном вводе, и имя буфера для вводимых данных. После этого задача продолжает выполнение или переводится в режим ожидания выполнения, но не переводится в ожидания завершения операции ввода/вывода, как при асинхронном вводе. После выполнения некоторого объема программного кода задача выдает второй запрос на завершение операции ввода и, если операция ввода данных завершена к этому времени, то выбирает данные из системного буфера, если операция ввода не завершена, то задача приостанавливается до завершения ввода, как при асинхронном вводе.
Накопители на магнитных дисках обладают крайне низкой скоростью по сравнению с быстродействием центральной части процессора. С учетом того, что операции чтения/записи на диск производятся несколькими большими буферами, средняя скорость работы процессора с оперативной памятью на 2 – 3 порядка выше, чем скорость передачи данных из внешней памяти на магнитных дисках в оперативную память. Чтобы сгладить такое несоответствие в производительности основных подсистем, используется буферирование и/или кэширование данных.
Простейший вариант – использование двойного буферирования: пока в один буфер заносятся данные с магнитного диска, из второго буфера ранее считанные данные могут быть прочитаны запросившей их программой. Аналогичный процесс происходит при записи. Буферирование используется во всех ОС.
Кэширование полезно в том случае, когда программа неоднократно читает с диска одни и те же данные. После того как они один раз будут помещены в кэш, обращение к диску больше не потребуется, и скорость работы программы значительно возрастет. Под КЭШем понимается некий пул буферов, управление которым производится с помощью системного процесса.

BIOS (basic input/output system) — базовая система ввода-вывода — это встроенное в компьютер программное обеспечение, которое ему доступно без обращения к диску. На PC BIOS содержит код, необходимый для управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами.

Обычно BIOS размещается в микросхеме ПЗУ (ROM), размещенной на материнской плате компьютера (поэтому этот чип часто называют ROM BIOS). Эта технология позволяет BIOS всегда быть доступным, несмотря на повреждения, например, дисковой системы. Это также позволяет компьютеру самостоятельно загружаться. Поскольку доступ к RAM (оперативной памяти) осуществляется значительно быстрее, чем к ROM, многие производители компьютеров создают системы таким образом, чтобы при включении компьютера выполнялось копирование BIOS из ROM в оперативную память. Задейтвованная при этом область памяти называется Shadow Memory (теневая память).

В настоящее время, почти все материнские платы комплектуются Flash BIOS, BIOSом, который в любой момент может бытть перезаписан в микросхеме ROM при помощи специальной программы.

BIOS PC стандартизирован, поэтому, в принципе менять его, также как, например, операционные системы нет необходимости. Дополнительные возможности компьютера можно использовать только использованием нового программного обеспечения.

BIOS, который поддерживает технологию Plug-and-Play, называется PnP BIOS. При использовании этой технологии BIOS должен быть обязательно прошит во Flash ROM.

Процесс загрузки компьютера казалось бы изучен нами до мелочей: кнопка — BIOS — операционная система — логин… А ты задумывался когда-нибудь о том что же на самом деле происходит в это время внутри твоего компьютера? Можешь по шагам рассказать как работает компьютер? Уверен, что нет. Поэтому сегодня проведем короткий ликбез — расскажем о том, как же на самом деле загружается компьютер.
Эта статья рассматривает работу Windows XP, в остальных системах процесс, естественно, несколько отличается.

Включается тумблер питания.
Блок питания проводит самодиагностику. Когда все электрические параметры в норме БП посылает сигнал Power Good процессору. Время между включением питания и уходом сигнала обычно 0.1-0.5 секунд.

Таймер микропроцессора получает сигнал Power Good.
С получением этого сигнала таймер перестает посылать сигнал Reset процессору, позволяя тому включиться.

CPU начинает выполнять код ROM BIOS.
Процессор загружает ROM BIOS начиная с адреса FFFF:0000. По этому адресу прописан только переход на адрес настоящего кода BIOS ROM.

Система выполняет начальный тест железа.
Каждая ошибка, встречающаяся на этом этапе сообщается определенными звуковыми кодами (в прошлом биканьем, сейчас уже вероятно более современно — голосом), так как видео система еще не инициализирована.
BIOS ищет адаптеры, которые могут потребовать загрузки своего BIOS-а.
Самым типичным случаем в этом случае является видео карта. Загрузочная процедура сканирует память с адреса C000:0000 по C780:0000 для поиска видео ROM. Таким образом загружаются системы всех адаптеров.
ROM BIOS проверяет выключение это или перезагрузка.
Процедура два байта по адресу 0000:0472. Любое значение отличное от 1234h является свидетельством «холодного» старта.

Если это включение ROM BIOS запускает полный POST (Power On Self Test). Если это перезагрузка, то из POST процедуры исключается проверка памяти.
Процедуру POST можно разделить на три компоненты:

Видео тест инициализирует видео адаптер, тестирует карту и видео память, показывает конфигурацию или возникшие ошибки.
Идентификация BIOS-а показывает версию прошивки, производителя и дату.
Тест памяти проверяет чипы памяти и подсчитывает размер установленной памяти.
Ошибки, которые могут возникнуть в ходе POST проверки можно разделить на смертельные и не очень :). Во втором случае они показываются на экране, но позволяют продолжить процесс загрузки. Ясно, что в первом случае процесс загрузки останавливается, что обычно сопровождается серией бип-кодов.

BIOS читает конфигурационную информацию из CMOS.
Небольшая область памяти (64 байт) питается от батарейки на материнской платы. Самое главное для загрузки в ней — порядок, в котором должны опрашиваться приводы, какой из них должен быть первым — дисковод, CD-ROM или винчестер.

Если первым является жесткий диск, BIOS проверяет самый первый сектор диска на наличие Master Boot Record (MBR). Для дисковода проверяется Boot Record в первом секторе.
Master Boot Record — первый сектор на цилиндре 0, 0 головке, 512 байт размером. Если она находится, то загружается в память по адресу 0000:7C00, потом проверяется на правильную сигнатуру — два последних байта должны быть 55AAh. Отсутствие MBR или этих проверочных байт останавливает процесс загрузки и выдает предупреждение. Сама MBR состоит из двух частей — системного загрузчика (partition loader или Boot loader), программы, которая получает управление при загрузке с этого жесткого диска; таблицы разделов (партиций), которая содержит информацию о логических дисках, имеющихся на жестком диске.

Правильная MBR запись записывается в память и управление передается ее коду.
Процесс установки нескольких операционных систем на один компьютер обычно заменяет оригинальный лоадер на свою программу, которая позволяет выбрать с какого диска производить остальную загрузку.
Дальше Boot Loader проверяет таблицу партиций в поисках активной. Загрузчик дальше ищет загрузочную запись (Boot Record) на самом первом секторе раздела.
В данном случае Boot Record это еще 512 байт — таблица с описанием раздела (количество байт в секторе, количество секторов в кластере и т.п.) и переход на первый файл операционной системы (IO.SYS в DOS).
Операционная система.

Управление передается операционной системы. Как же она работает, как проходит процесс загрузки?

Boot Record проверяется на правильность и если код признается правильным то код загрузочного сектора исполняется как программа.
Загрузка Windows XP контролируется файлом NTLDR, находящемся в корневой директории системного раздела. NTLDR работает в четыре приема:

Начальная фаза загрузки
Выбор системы
Определение железа
Выбор конфигурации

В начальной фазе NTLDR переключает процессор в защищенный режим. Затем загружает соответствующий драйвер файловой системы для работы с файлами любой файловой системы, поддерживаемой XP.
Если кто забыл, то наша любимая ОСь может работать с FAT-16, FAT-32 и NTFS.

Если в корневой директории есть BOOT.INI, то его содержание загружается в память. Если в нем есть записи более чем об одной операционной системе, NTLDR останавливает работу — показывает меню с выбором и ожидает ввода от пользователя определенный период времени.
Если такого файла нет, то NTLDR продолжает загрузку с первой партиции первого диска, обычно это C:\.

Если в процессе выбора пользователь выбрал Windows NT, 2000 или XP, то проверяется нажатие F8 и показ соответствующего меню с опциями загрузки.
После каждой удачной загрузки XP создает копию текущей комбинации драйверов и системных настроек известную как Last Known Good Configuration. Этот коллекцию можно использовать для загрузки в случае если некое новое устройство внесло разлад в работу операционной системы.
Если выбранная операционная система XP, то NTLDR находит и загружает DOS-овскую программу NTDETECT.COM для определения железа, установленного в компьютере.
NTDETECT.COM строит список компонентов, который потом используется в ключе HARDWARE ветки HKEY_LOCAL_MACHINE реестра.

Если компьютер имеет более одного профиля оборудования программа останавливается с меню выбора конфигурации.
После выбора конфигурации NTLDR начинает загрузку ядра XP (NTOSKRNK.EXE).
В процессе загрузки ядра (но перед инициализацией) NTLDR остается главным в управлении компьютером. Экран очищается и внизу показывается анимация из белых прямоугольников. Кроме ядра загружается и Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), дабы ядро могло абстрагироваться от железа. Оба файла находятся в директории System32.
NTLDR загружает драйвера устройств, помеченные как загрузочные. Загрузив их NTLDR передает управление компьютером дальше.
Каждый драйвер имеет ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Если значение Start равно SERVICE_BOOT_START, то устройство считается загрузочным. Для кажого такого устройства на экране печатается точка.
NTOSKRNL в процессе загрузки проходит через две фазы — так называемую фазу 0 и фазу 1. Первая фаза инициализирует лишь ту часть микроядра и исполнительные подсистемы, которая требуется для работы основных служб и продолжения загрузки. На этом этапе на экране показывается графический экран со статус баром.
XP дизейблит прерывания в процессе фазы 0 и включает их только перед фазой 1. Вызывается HAL для подготовки контроллера прерываний. Инициализируются Memory Manager, Object Manager, Security Reference Monitor и Process Manager. Фаза 1 начинается когда HAL подготавливает систему для обработки прерываний устройств. Если на компьютере установлено более одного процессор они инициализируются. Все исполнительные подсистемы реинициализируются в следующем порядке:

Инициализация Менеджера ввода/Вывода начинает процесс загрузки всех системных драйверов. С того момента где остановился NTLDR загружаются драйвера по приоритету.
Сбой в загрузке драйвера может заставить XP перезагрузиться и попытаться восстановить Last Known Good Configuration.
Последняя задача фазы 1 инициализации ядра — запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Подсистема ответственна за создание пользовательского окружения, обеспечивающего интерфейс NT.
SMSS работает в пользовательском режиме, но в отличии от других приложений SMSS считается доверенной частью операционной системы и «родным» приложением (использует только исполнительные функции), что позволяет ей запустить графическую подсистему и login.

SMSS загружает win32k.sys — графическую подсистему.
Драйвер переключает компьютер в графический режим, SMSS стартует все сервисы, которые должны автоматически запускаться при старте. Если все устройства и сервисы стартовали удачно процесс загрузки считается удачным и создается Last Known Good Configuration.

Процесс загрузки не считается завершенным до тех пор, пока пользователь не залогинился в систему. Процесс инициализируется файлом WINLOGON.EXE, запускаемым как сервис и поддерживается Local Security Authority (LSASS.EXE), который и показывает диалог входа в систему.
Это диалоговое окно показывается примерно тогда, когда Services Subsystem стартует сетевую службу.

Управление задачами и памятью в операционных системах

Оперативная память – это важнейший ресурс любой вычислительной системы, поскольку без нее, как и без центрального процессора, невозможно выполнение ни одной программы.

Память является разделяемым ресурсом. Способы разделения памяти и времени центрального процессора сильно влияют на скорость выполнения отдельных вычислений и на общую эффективность вычислительной системы.
ОС выполняет следующие основные функции, связанные с управлением задачами:
— создание и удаление задач;
— планирование процессов и диспетчеризация задач;
— синхронизация задач, обеспечение их средствами коммуникации.
Система управления задачами обеспечивает похождение их через компьютер. В зависимости от состояния процесса ему должен быть предоставлен тот или иной ресурс.
Создание и удаление задач производится по соответствующим запросам от пользователей или самих задач.
Основным подходом к организации того или иного метода управления процессами является организация очередей процессов и ресурсов.
На распределение ресурсов влияют конкретные потребности тех задач, которые должны выполняться параллельно.
Задачи динамического планирования, т.е. наиболее эффективного распределения ресурсов, возникающие практически при каждом событии, называются диспетчеризацией. Планирование осуществляется реже, чем задача текущего распределения ресурсов между уже выполняющимися процессами и потоками. Различие между долгосрочным и краткосрочным планированием заключается в частоте запуска.
Долгосрочный планировщик решает, какой из процессов, находящихся во входной очереди, должен быть переведен в очередь готовых к выполнению процессов в случае освобождения ресурсов памяти. В очереди готовых к выполнению процессов должны находиться в равной пропорции процессы, ориентированные на ввод/вывод, и процессы, ориентированные на работу центрального процессора.
Краткосрочный планировщик решает, какая из задач, находящихся в очереди готовых к выполнению, должна быть передана на выполнение. В большинстве современных ОС долгосрочный планировщик отсутствует.

Казалось бы, нет ничего проще, чем установить в ПК дополнительный адаптер или сетевую плату. Вставил аккуратно в разъем расширения и включай. Но практика показывает, что и для этой нехитрой процедуры есть свои правила, при не соблюдении которых компьютер начинает себя вести непредсказуемо. Наша статья поможет вам разобраться в чем здесь дело.

Устройство системных ресурсов:

Большинство адаптеров ПК, выполненных в виде отдельных плат, используют как минимум один из следующих системных ресурсов:

— Порты ввода/вывода;

— верхние блоки памяти UMB;

— линии запросов прерываний IRQ;

— каналы прямого доступа к памяти DMA.

Неправильное совместное использование этих ресурсов ведет к конфликтам, которые могут быть устранены грамотной настройкой аппаратных средств системы.

Порты ввода-вывода:

Схемотехника PC-совместимых ПК позволяет определить до 65536 портов ввода/вывода. Большинство из них, как правило, не используется. Каждому из них присвоен свой шестнадцатеричный номер (адрес порта). Первое, что необходимо знать, это диапазон адресов портов ввода/вывода с шиной ISA: от 0 до 3FFh включительно. Сюда входят порты контроллеров клавиатуры, жестких и гибких дисков, видеоадаптеров, последовательных и параллельных интерфейсов и т.д.
Есть специальный диапазон адресов портов, предназначенных для плат прототипов, которые могут быть разработаны независимыми производителями (это 300h — 31Fh).

Система прерываний:

В ПК имеется довольно развитая система прерываний. В PC/XT использовалась микросхема i8259 в качестве контроллера прерываний, которая имеет восемь входов для сигналов прерываний (IRQ0-IRQ7). Поскольку процессор реагирует на со бытия последовательно, то контроллер устанавливает для каждого из своих входов приоритет (наивысший IRQ_0). В современных PC/AT количество линий прерываний увеличено до 15, которые реализуются каскадным включением двух i8259 (к IRQ2 подключен второй контроллер).

Чтобы грамотно разделить этот системный ресурс надо, чтобы каждая линия прерывания обслуживала только одно устройство. Любая плата адаптера, контроллера (например, стример) позволяет изменять номера прерываний: разрешать, запрещать, назначать. Обычно это выполняется с помощью перемычек, переключателей или программно. Для того, чтобы узнать какие номера прерываний (и какими устройствами) используются в данной момент в ПК, можно воспользоваться программой Checkit (либо активизировать меню «Система»). У PC/AT обычно свободно четыре линии запроса прерываний IRQ10, 11, 12 и 15 (13 и 14 используются сопроцессором и винчестером).

Прямой доступ к памяти:

В случае передачи данных в режиме ПДП (DMA), периферийное устройство связано с памятью непосредственно, минуя ЦП. Такой режим используется для ускорения передачи данных, если передаются большие объемы. В PC/AT имеется 8 каналов ПДП, часто функции контроллеров ПДП выполняют контроллеры периферийных устройств. Канал О ПДП используется для регенерации ОЗУ, 1 и 2 (или 2 и 3) используются для передачи данных между гибким диском и винчестером и ОЗУ.

Рекомендации по использованию каналов ПДП такие же, как и линий прерываний IRQ. Необходимо учитывать, что бывают исключения — одному устройству требуется два канала ПДП (например платы сбора данных).

Распределение памяти:

Обычно базовая емкость ОЗУ — 1MB, но DOS может обращаться только к 640 KB, поэтому эту память называют стандартной. Вся базовая память может быть разбита на 16 областей по 64 KB каждая, их называют страницами и они могут быть пронумерованы от 0 до F: 0,1, 9, A,B,…F. Тогда стандартная память занимает от 0 до 9. Следующие 384 KB зарезервированы для системного использования и называются верхними блоками памяти (UMB, Upper Memory Blocks). Эта область памяти резервируется под:

— Видеопамять;

— модули ROM BIOS;

— ROM VGA/SVGA, HD BIOS.

Существует область памяти, называемая областью верхней памяти НМА (High Memory Area) ,расположенная за 1 MB (за системным ROM BIOS) и имеющая размер 64 KB (без 16 байт), которая доступна в реальном режиме работы процессоров начиная с 286 и образовалась она в результате не совсем корректно спроектированной эмуляции процессора 8088 при отмене циклического перехода от старших адресов к младшим. Оставшаяся память носит название расширенной памяти (ЕМА).

Как использовать память в адресах старше 1 MB:

Все сложности старых операционных систем (MS DOS и др.) по использованию памяти выше одного мегабайта уже решены. Подавляющее большинство современных опреционных систем являются 32-х или даже 64-х разрядными и адресуют линейно оперативную память.

P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт https://bip-mip.com/

Ресурсы компьютерной системы. Классификация. Распределение и управление ресурсами. Проблемы взаимодействующих процессов

Операционная система не только предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является механизмом, распределяющим ресурсы компьютера.

Вычислительными ресурсами называются возможности, обеспечиваемые компонентами вычислительной системы, расходуемые (занимаемые) в процессе её работы.

Типы вычислительных ресурсов:

· Процессорное время

· Память (оперативная и виртуальная)

· Место на жёстком диске (постоянная память)

· Пропускная способность сети.

Ресурсы распределяются между процессами. Процесс (задача) программа в стадии выполнения.

Программа — это статический объект, представляющий собой файл с кодами и данными.

Процесс — это динамический объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама операционная система решает «запустить программу на выполнение», то есть создать новую единицу вычислительной работы. Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования является назначением операционной системы.

Ресурсы (от франц. ressource — вспомогательное средство)— объём работы или срок эксплуатации, на который рассчитывается машина, здание и т. п. После исчерпания ресурса безопасная работа устройства не гарантируется, ему требуется капитальный ремонт или замена.

Ресурсы персонального компьютера

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д. Ресурсы подразделяются на четыре вида.

Виды ресурсовперсонального компьютера :

Аппаратные ресурсы (Hardware), файловые ресурсы, программные ресурсы (Software), сетевые ресурсы

Аппаратные ресурсы – это системный блок, периферийные устройства, любое оборудование, подключенное к компьютеру .

Файловые ресурсы – это файлы и папки, а также вся файловая система.

Программные ресурсы – это все программы установленные в компьютере . Часто называют программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение подразделяется на два вида: системное и прикладное ПО.

Сетевые ресурсы– ресурсы доступные по средствам ЛВС. Как правило, это ресурсы других компьютеров доступные по локальной или глобальной сети.

Компьютерная сеть – аппаратное и программное объединение двух и более компьютеров с выделением сетевых ресурсов . Для связи компьютеров в компьютерную сеть могут быть использованы следующие аппаратные средства:

1. Модем

2. Сетевая карта

3. Сетевой кабель

4. Сетевые коммутаторы

5. WI-FI адаптер

6. Беспроводное оборудование

7. Маршрутизаторы

8. Сетевые экраны

9. и т.д.

Сетевыми ресурсами могут быть:

· Оборудование (т.е. аппаратные ресурсы другого ПК или сетевые устройства), например сетевой принтер.

· Информация (т.е. файлы и папки другого компьютера), например информация в Интернете, или на сервере.

· Программное обеспечение (установленное на другом компьютере).

Главным элементом компьютера является микропроцессор — электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Когда приходится выполнять много математических вычислений, к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор.

Микропроце́ссор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в противоположность реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели). Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов. Вскоре их стали встраивать и в другие устройства, например терминалы, принтеры и различную автоматику. Доступные 8-битные микропроцессоры с 16-битной адресацией позволили в середине 1970-х создать первые бытовые микрокомпьютеры. Дополнительные сведения: История вычислительной техники

Долгое время центральные процессоры создавались из отдельных микросхем малой и средней интеграции, содержащих от нескольких единиц до нескольких сотен транзисторов. Разместив целый ЦПУ на одном чипе сверxбольшой интеграции удалось значительно снизить его стоимость. Несмотря на скромное начало, непрерывное увеличение сложности микропроцессоров привело к почти полному устареванию других форм компьютеров, в настоящее время один или несколько микропроцессоров используются в качестве вычислительного элемента во всём, от мельчайших встраиваемых систем и мобильных устройств до огромных мейнфреймов и суперкомпьютеров.

С начала 1970-х широко известно, что рост мощности микропроцессоров следует закону Мура, который утверждает что число транзисторов на интегральной микросхеме удваивается каждые 18 месяцев. В конце 1990-х главным препятствием для разработки новых микропроцессоров стало тепловыделение (TDP) из-за утечек тока и других факторов.

Некоторые авторы относят к микропроцессорам только устройства, реализованные строго на одной микросхеме. Такое определение расходится как с академическими источниками, так и с коммерческой практикой (например, варианты микропроцессоров Intel и AMD в корпусах типа SECC и подобных, такие как Pentium II — были реализованы на нескольких микросхемах).

В настоящее время, в связи с очень незначительным распространением микропроцессоров, не являющихся процессорами, в бытовой лексике термины «микропроцессор» и «процессор» практически равнозначны.

Одной из важных задач операционной системы является управление имеющимися в ее распоряжении ресурсами (основной памятью, устройствами ввода-вывода, процессором), а также их распределение между разными активными процессами. При разработке стратегии распределения ресурсов необходимо принимать во внимание следующие факторы.

Равноправность. Обычно желательно, чтобы всем процессам, претендующим на какой-то определенный ресурс, предоставлялся к нему одинаковый доступ. В особенности это касается заданий, принадлежащих к одному и тому же классу, т.е. заданий с аналогичными требованиями к ресурсам.

Дифференциация отклика. С другой стороны, может понадобиться, чтобы операционная система по-разному относилась к заданиям различного класса, имеющим различные запросы. Нужно попытаться сделать так, чтобы операционная система выполняла распределение ресурсов в соответствии с целым набором требований. Операционная система должна действовать в зависимости от обстоятельств. Например, если какой-то процесс ожидает доступа к устройству ввода-вывода, операционная система может спланировать выполнение этого процесса так, чтобы как можно скорее освободить устройство для дальнейшего использования другими процессами.

Эффективность. Операционная система должна повышать пропускную способность системы, сводить к минимуму время ее отклика и, если она работает в системе разделения времени, обслуживать максимально возможное количество пользователей. Эти требования несколько противоречат друг другу; насущной проблемой исследования операционных систем является поиск нужного соотношения в каждой конкретной ситуации.

Задача управления ресурсами и их распределения типична для исследований операционных систем; здесь могут применяться математические результаты, полученные в этой области. Кроме того, важно измерять активность системы, что позволяет следить за ее производительностью и вносить коррективы в ее работу.

На рис. 2.11 показаны основные элементы операционной системы, участвующие в планировании процессов и распределении ресурсов в многозадачной среде. Операционная система поддерживает несколько очередей, каждая из которых является просто списком процессов, ожидающих своей очереди на использование какого-то ресурса. В краткосрочную очередь заносятся процессы, которые (или, по крайней мере, основные части которых) находятся в основной памяти и готовы к выполнению. Выбор очередного процесса осуществляется краткосрочным планировщиком, или диспетчером. Общая стратегия состоит в том, чтобы каждому находящемуся в очереди процессу давать доступ по очереди; такой метод называют циклическим (round-robin). Кроме того, процессам можно присваивать различный приоритет.


Передача управления процессу
Рис. 2.11. Ключевые элементы многозадачной операционной системы

В долгосрочной очереди находится список новых процессов, ожидающих возможности использовать процессор. Операционная система переносит их из долгосрочной очереди в краткосрочную. В этот момент процессу необходимо выделить определенную часть основной памяти. Таким образом, операционная система должна следить за тем, чтобы не перегрузить память или процессор, добавляя в систему слишком много процессов. К одному и тому же устройству ввода-вывода могут обращаться несколько процессов, поэтому для каждого устройства создается своя очередь. И здесь операционная система должна решать, какому процессу предоставить освободившееся устройство ввода-вывода в первую очередь.

Во время прерывания управление переходит к обработчику прерываний, который является частью операционной системы. В силу своей функциональности процесс может обратиться к некоторому сервису операционной системы, например к драйверу устройства ввода-вывода. При этом происходит вызов обработчика обращений к сервисам, который становится точкой входа в операционную систему. Независимо от того, произошло ли прерывание или обращение к сервису, после его обработки планировщик выберет из краткосрочной очереди процесс для выполнения.

Далее в этом разделе приводится чисто функциональное описание; эти модули в различных операционных системах имеют разные особенности и устройство.

Ресурсы компьютера

1.1. Состав вычислительной системы

Вычислительная система — это совокупность аппаратного и программного обеспечения, а также информации и данных, предназначенных для организации вычислительного процесса.

Персональный компьютер (ПК) также является вычислительной системой. При этом аппаратное обеспечение является «фундаментом», основой, на которой функционирует программное обеспечение. И, наконец, с помощью программного обеспечения, на основе возможностей, предоставляемых аппаратным обеспечением, формируется информационное обеспечение вычислительной системы, ее интеллектуальная составляющая — информация и данные (программы, тексты, рисунки, базы данных и т.п.).

Аппаратное обеспечение — это совокупность входящих в состав вычислительной системы комплектующих и внешних устройств, необходимых для ее функционирования.

Аппаратное обеспечение составляет сам компьютер, его внешние устройства, линии связи и т.д.

Программное обеспечение (ПО) — это совокупность входящих в состав вычислительной системы программных средств.

ПО обеспечивает эффективную работу ЭВМ и предоставляет пользователю определенные виды обслуживания.

Информация— совокупность знаний, фактов, сведений, представляющих интерес и подлежащих хранению и обработке.

Данные — информация, подготовленная для передачи, хранения обработки на компьютере, т.е. представленная в цифровой форме.

1.2. Аппаратное обеспечение

Состав вычислительной системы называетсяконфигурацией.

Поскольку аппаратное и программное обеспечение принято рассматривать отдельно, рассматривают аппаратную конфигурацию и программную конфигурацию вычислительной системы.

Часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. Поэтому критериями выбора аппаратной и программной конфигурации являются, с одной стороны, производительность и эффективность, с другой — стоимость.

К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию — аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и блоков.

Ниже приведены примеры аппаратной конфигурации двух компьютеров, где через дробную черту указаны основные устройства и их параметры

(Процессор/ Материнская плата/ ОЗУ/ HDD/ CD-ROM/ Звуковая карта/ Видеокарта/ Корпус):

1. Celeron 388/ Acorp 6VIA85/ 32M/ 4.3G/ CD-ROM 48X/ SB-16/ RivaTNT2 Vanta 8M/ AT/ 3.5″/Кл./ Мышь/Коврик

Таким образом, персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию можно гибко изменять по мере необходимости. Вместе с тем, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком составе компьютер обычно и поставляется. В настоящее время в состав базовой конфигурации входят: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Системный блок является самой главной частью компьютера: в нем расположены следующие основные узлы:

— электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);

— накопители (дисководы, приводы) для гибких магнитных дисков;

— накопитель на жестком магнитном диске;

— проигрыватель компакт-дисков;

— блок питания, преобразующий переменное сетевое напряжение в ряд постоянных, необходимых для работы электронных схем компьютера;

— прочие устройства, которые могут быть подключены к компьютеру.

Существуют низкопрофильные настольные (slim) системные блоки, башни (mini, midi и big tower).

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ— Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных (их также называют периферийными устройствами) и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Материнская плата — своеобразная база компьютера, на основе которой можно получить десятки и сотни вариантов ЭВМ, наилучшим образом приспособленных для того или иного рода работ. Если материнская плата продается отдельно, то она не комплектуется ни процессором, ни оперативной, ни кэш-памятью. Типы этих устройств обычно задаются в достаточно широких пределах, и пользователь сам может выбрать для себя оптимальную конфигурацию.

Звуковая карта или плата. Как правило, звуковые карты обеспечивают возможность как цифро-аналогового, так и обратного преобразования звуковых колебаний, а также позволяют создавать некоторые звуковые эффекты.

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.

Мониторы обладают высокой разрешающей способностью, которая обеспечивается очень малыми размерами зерна (0,25 мм не предел), а также большим их числом. Кроме того, большое значение имеет и диагональ монитора. Для сложных чертежей и графического дизайна используются в основном мониторы с диагональю трубки до 17″ и более.

Клавиатура предназначена для ввода информации в компьютер. В настоящее время она является основным инструментом ввода алфавитно-цифровой информации, так как голосовой ввод еще недостаточно совершенен

Микропроцессор — важнейшая часть любого компьютера. Он производит обработку информации, обеспечивает все необходимые вычисления. Это достаточно большая микросхема, габариты которой, впрочем, обусловлены больше необходимостью эффективного охлаждения, чем размерами кристалла.

Важнейшим показателем микропроцессора является его тактовая частота, т.е. количество элементарных операций в секунду. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора.

Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), является, наряду с процессором, важнейшим элементом компьютера: из ОЗУ процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нем же записывает результат.

Мышь — манипулятор, представляющий собой коробочку (обычно серого цвета) с двумя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони.

Вместо мыши может применяется трекбол. По сути это та же мышь, только перевернутая вверх шариком.

1.3. Программное обеспечение.

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ – от игровых до научных.

Программное обеспечение (software) – это набор команд, управляющих работой компьютера. Без программного обеспечения компьютер не сможет выполнять задачи, которые мы обычно связываем с компьютерами. Функции программного обеспечения следующие:

1. управлять компьютерными ресурсами;

2. обеспечивать пользователя всеми инструментами, необходимыми для извлечения пользы из этих ресурсов;

3. выполнять роль посредника между пользователем и хранимой информацией.

Программа (program) – это набор команд для компьютера. Процесс создания или написания программ называется программированием, а люди, которые специализируются на этом виде деятельности – программистами. Синонимом слову «программа» является термин «приложение» (application).
Для того чтобы программа была выполнена, она должна быть загружена в оперативную память компьютера вместе с данными, которые необходимо обработать (обычно говорят запустить программу или запустить на выполнение). Когда выполнение программы завершено, она выгружается из оперативной памяти компьютера. Все современные компьютеры позволяют загрузить на выполнение несколько программ одновременно.

Системные ресурсы эвм

  1. Программно-аппаратные ресурсы пк

Любой IBM PC-совместимый компьютер представляет собой реализацию так называемой фон-неймановской архитектуры вычислительных машин. Эта архи­тектура была представлена Джорджем фон Нейманом еще в 1945 году и имеет следующие основные признаки. Машина состоит изблока управления, арифме­тико-логического устройства (АЛУ), памяти и устройств ввода-вывода. В ней реализуется концепция хранимой программы: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Выполняемые действия определяются блоком управле­ния и АЛУ, которые вместе являются основой центрального процессора. Цент­ральный процессор выбирает и исполняет команды из памяти последовательно, адрес очередной команды задается «счетчиком адреса» в блоке управления. Этот принцип исполнения называетсяпоследовательной передачей управления.

Аппаратура типичного ВК на базе процессоров ix86 (и любого другого процессора) с точки зрения программиста на ассемблере, состоит из центрального процессора (ЦП), выполняющего арифметические и логические операции с фиксированной точкой, устройства, выполняющего арифметиче­ские операции с плавающей точкой (FPU) главной памяти (ГП) и подсистемы ввода-вывода. Процессор имеет набор регистров, часть которых доступна для хранения операндов, выполнения действий над ними и формирования адреса инструкций и операндов в памяти. Все компоненты компьютера представляются для процессора в виде наборов ячеек памяти или (и) портов ввода-вывода, в кото­рые процессор может производить запись и (или) считывание содержимого.

Набор устройств ввода-вывода является важной группой программно-доступных объектов.В подсистему ввода-вывода также входит внешняя память. Взаимодействие между интерфейсом ввода-вывода и шиной данных реализуется с помощью части адресного простран­ства памяти либо посредствомадресованных регистров внешних устройств, называемых портами ввода-вывода.

Регистр – устройство для хранения двоичных слов, каждый разряд которого представляет собой триггер.

Ячейки памя­ти служат лишь для хранения информации — сначала ее записывают в ячейку,а потом могут прочитать. Порты ввода-вывода, как правило, служат для преобразования двоичной информации в какие-либо физические сигналы и обратно.

Оперативная память вместе с кэшем всех уровней (в настоящее время до трех) представляет собой единый массив памяти, непосредственно доступныйпроцессору для записи и чтения данных, а также считывания программного кода. Кроме оперативной память включает также постоянную (ПЗУ – ROM BIOS), из которой можно только считывать команды и данные, и некоторые виды специальной памяти (на­пример, видеопамять графического адаптера). Вся эта память вместе с оператив­ной располагается в едином пространстве с линейной адресацией. Память дополняетсяустройствами хранения данных, например,дисковыми. От рассмотренной выше памяти, называемой также внутренней, устройства хранения отличаются тем, что процессор не имеет непосредственного доступа к данным по линейному адресу. Доступ к данным на устройствах хранения выполняется с помощью специаль­ных программ, обращающихся к контроллерам этих устройств.

В семействе х86 и РС-совместимых компьютерах пространства адресов ячеек памяти и портов ввода-вывода разделены. Каждый байт (ячейка памяти, порт) имеет собственный уникальный физи­ческий адрес. Этот адрес устанавливается на системной шине процессором, ког­да он инициирует обращение к данной ячейке или порту.Современные процессоры имеют раз­рядность физического адреса памяти (и шины адреса соответственно) 32 и даже 36 бит, что позволяет адресовать до 4 и 64 Гбайт памяти соответственно.

Пространство ввода-выводаиспользует толькомладшие 16 бит адреса, что позволяет адресовать до 65 384 однобайтных регист­ров. Способовадреса­ции ввода-вывода существует только два.К портам ввода-вывода обращаются только по реальным адре­сам.И, наконец, самое существенное различие про­странств памяти и портов ввода-вывода: процессор может считывать инструк­ции для исполнения только из пространства памяти.

Каждая ячейка памяти (ре­гистр) имеет свой адрес, однозначно ее идентифицирующий в определенной си­стеме координат. Минимальной адресуемой (пересылаемой между компонентами компьютера) единицей информации является байт, состоящий, как правило, из 8 бит. Байт (8 бит) делится на пару тетрад (nible): старшую тетраду — биты и младшую тетраду — биты .Два байта со смежными адресами образуют слово (word) разрядностью 16 бит, два смежных слова образуют двойное слово (double word) разрядностью 32 бита, два смежных двойных слова образуют учетверенное слово (quad word) разрядностью 64 бита.

В двухбайтном слове принят LH-порядок следования байт: адрес слова указы­вает на младший байт L (Low), а старший байт Н (High) размещается по адресу, на единицу большему. В двойном слове порядок будет аналогичным — адрес ука­жет на самый младший байт, после которого будут размещены следующие по стар­шинству. Таким образом, слово адресуется указателем на адрес младшего байта.

Чтобы перевести любое 8-битное число в десятичное, нужно десятичный эквивалент старшей тетрады умножить на 16 и сложить с эквивалентом младшей тетрады. Для нашего примера A5h= 10×16+5=165. Обратный перевод тоже несложен: де­сятичное число делится на 16, целая часть даст значение старшей тетрады, оста­ток — младшей.

Вычислительные ресурсы

Смотреть что такое «Вычислительные ресурсы» в других словарях:

  • Вычислительные ресурсы — Технические средства ЭВМ, в том числе процессор, объемы оперативной и внешней памяти, время, в течение которого программа занимает эти средства в ходе выполнения Источник: ГОСТ 28195 89: Оценка качества программных средств. Общие положения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Вычислительные ресурсы электронной информационной системы ЦБ РФ — Вычислительные ресурсы ЭИС Банка России аппаратные и программные средства Банка России, обеспечивающие обработку информации… Источник: Положение об Электронной информационной системе Банка России (утв. Банком России 04.08.2005 N 274 П) … Официальная терминология

  • Ресурсы — Ресурс Ресурс средства, позволяющие с помощью определённых преобразований получить желаемый результат. Ресурс (техника) объём работы, на который рассчитывается машина, здание и т. д. После исчерпания ресурса не гарантируется безопасная работа,… … Википедия

  • ресурсы — 3.12 ресурсы (resource): Физические и логические компоненты, используемые для формирования услуг. Примечание В качестве ресурсов используются приложения, средства вычислительной техники и элементы сетевой инфраструктуры. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р 53622-2009: Информационные технологии. Информационно-вычислительные системы. Стадии и этапы жизненного цикла, виды и комплектность документов — Терминология ГОСТ Р 53622 2009: Информационные технологии. Информационно вычислительные системы. Стадии и этапы жизненного цикла, виды и комплектность документов оригинал документа: 3.1 аппаратно программная платформа: Единый комплекс средств… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р 53624-2009: Информационные технологии. Информационно-вычислительные системы. Программное обеспечение. Системы менеджмента качества. Требования — Терминология ГОСТ Р 53624 2009: Информационные технологии. Информационно вычислительные системы. Программное обеспечение. Системы менеджмента качества. Требования оригинал документа: 3.1 запись: Документ, содержащий описание результатов… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 24402-88: Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24402 88: Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения оригинал документа: ТИПЫ СИСТЕМ И СЕТЕЙ 90. Абонентская система обработки данных Абонентская система Subscriber system Система обработки данных,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • цифровые информационные ресурсы — 3.14 цифровые информационные ресурсы: Переведенная в цифровой код информация в форме данных, баз данных и программно информационных продуктов, которая обрабатывается с использованием средств вычислительной техники. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Параллельные вычислительные системы — Не следует путать с Распределённые вычисления. Параллельные вычислительные системы это физические компьютерные, а также программные системы, реализующие тем или иным способом параллельную обработку данных на многих вычислительных узлах.… … Википедия

  • Ливерморская национальная лаборатория — им. Э. Лоуренса Lawrence Livermore National Laboratory … Википедия

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *