Практическая работа виды программного обеспечения компьютеров

Обновлено: 01.05.2024

Цели урока:

сформировать у учащихся представление о структуре программного обеспечения,
дать краткую характеристику видам программного обеспечения.
познакомить учащихся с видами, назначением, составом и этапами загрузки операционной системы;

Задачи урока.

дать представление о программном обеспечении персонального компьютера, его видах и назначении.
дать представление об операционной системе, ее видах, структуре, назначении.

Развивающие: способствовать формированию умения анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательные: стимулировать развитие познавательных интересов, навыков и умений учащихся.

По окончанию изучения темы учащиеся должны:

понятие программного обеспечения,
понятие и назначение системного, прикладного, инструментария программного обеспечения и его виды,
понятие, назначение, структура, виды операционной системы компьютера

классифицировать программное обеспечение,
ориентироваться в многообразии операционных систем,
определять разрядность операционной системы.

Класс: 10-11.

Тип урока: урок-лекция.

Ход урока

Компьютер – универсальное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для обработки информации. Скорость обработки информации, виды обрабатываемой информации определяются техническими характеристиками компьютера. Однако даже самый мощный компьютер не в состоянии выполнить простой операции без определенного набора компьютерных программ.

Слайд 3. В данной теме мы рассмотрим следующие вопросы:

компьютерная программа;
программное обеспечение, его состав и назначение;
операционная система, ее функции, состав, виды;
определение версии операционной системы;
установка ОС.

Слайд 4. Чтобы понять, что такое программное обеспечение компьютера, давайте сначала дадим определение компьютерной программы.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте подобрать и записать на доске слова, характеризующие компьютерную программу, а затем самостоятельно сформулировать определение.)

Компьютерная программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления компьютера.

Слайд 5. Компьютеры проникли во все сферы деятельности человека, начиная с начального образования и заканчивая изучением новейших технологий. На нем можно писать, слушать музыку, создавать модели машин и зданий. Все это возможно благодаря компьютерным программам

Программное обеспечение – совокупность программ и данных, которые используются для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

(В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году )

Слайд 6. Программное обеспечение по назначению подразделяется на: системное, инструментальное, прикладное.

Системное программное обеспечение, в свою очередь, подразделяется на: базовое программное обеспечение и сервисное программное обеспечение. Базовое программное обеспечение состоит из минимального набора программных средств, которые занимаются обеспечением работы компьютера. Оно поставляется вместе с компьютером и включает в себя: операционную систему, оболочки ОС, сетевое программное обеспечение. Для полноценного функционирования базового программного обеспечения обязательно нужно сервисное программное обеспечение.

Сервисное программное обеспечение - это совокупность программ, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. Сервисное ПО включает в себя: программы обслуживания сети, драйверы устройств, антивирусные программы, архиваторы, программы обслуживания дисков компьютера, программы для диагностики компьютера.

Инструментальное программное обеспечение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. В состав инструментального ПО входят: языки и системы программирования, интегрированные среды программирования, программные комплексы.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя: текстовые процессоры, табличные процессоры, базы данных, интегрированные пакеты, системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры), экспертные системы, обучающие программы, программы математических расчетов, моделирования и анализа, игры, коммуникационные программы.

Слайд 7. Давайте рассмотрим примеры программного обеспечения.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (приведите свои примеры программ системного, инструментального, прикладного программного обеспечения).

Слайд 8. По их правому статусу программы можно разделить на три большие группы: лицензионные, условно бесплатные и свободно распространяемые.

Лицензионные программы продаются в виде коробочных дистрибутивов: CD-диски + руководство пользователя. Согласно лицензионному соглашению разработчики программ гарантируют их нормальное функционирование в определенной операционной системе и несут за это ответственность.

Условно бесплатные программы – программы, предлагаемые разработчиками пользователям в целях их рекламы и продвижения на рынок. Пользователю предоставляется версия программы с ограниченным сроком действия или с ограниченными функциональными.

Свободно распространяемые программы. Многие производители программного обеспечения и компьютерного оборудования заинтересованы в широком бесплатном распространении программного обеспечения. К таким программным средствам можно отнести:

новые недоработанные (бета) версии программных продуктов (это позволяет провести их широкое тестирование);
программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок);
дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности;
драйверы к новым или улучшенные драйверы к уже существующим устройствам.

Слайд 9. Итоговые тезисы

Слайд 10. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны и аппаратурой компьютера с другой стороны. Она является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера (Software) .

Слайд 11. Операционную систему считают программным продолжением устройства управления компьютера. Она скрывает от пользователя сложности взаимодействия с аппаратной составляющей компьютера, образуя прослойку между ними. Таким образом люди освобождаются от трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Слайд 12. ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте самостоятельно определить некоторые функции ОС. Высказывания учащихся записываются на доске.)

Функции ОС: управление памятью, управление доступом к устройствам ввода-вывода, управление файловой системой, управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов, управление использованием ресурсов, загрузка программ в оперативную память и их выполнение, интерфейс с пользователем, межмашинное взаимодействие (сеть), защита самой системы и пользовательских данных и программ, разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Слайд 13. Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Структура операционной системы

ядро (Kernel) — центральная часть операционной системы, выполняющая ее основные функции и решающая внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса.
командный процессор – расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие через клавиатуру,
драйверы периферийных устройств – программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором,
дополнительные сервисные программы (утилиты) – делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером

Слайд 14. Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам.

ОС бывают: однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские, сетевые и локальные, системы с разделением времени и реального времени, однопроцессорные и многопроцессорные.

Однозадачные операционные системы позволяют запустить одну программу в основном режиме.

Многозадачность (multitasking, multiprogramming) – свойство операционной и вычислительной системы, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно.

Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно (Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories) .

Многопользовательская система, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) - система, позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной вычислительной машине со своего терминала (NetWare, Unix, REAL/32 и др).

Однопользовательская система (one user system) - операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской (MS DOS , ОС/2).

Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети (Windows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др).

Сетевые операционные системы бывают одноранговыми и серверными. Одноранговые операционные системы используются в одноранговых сетях (одноранговой сети - сети, в которых все компьютеры равноправны) и могут устанавливаться на любой рабочей станции (OS/2 WarpConnect, Windows NT Workstation, Windows for Workgroups). Серверные операционные системы состоят из двух частей: одна часть располагается на сервере, а другая - на рабочих станциях (Windows NT Server, OS/2 LAN Server, UNIX Ware, LINUX, SC).

Слайд 15. Классифицировать ОС можно по многим признакам. Рассмотрим еще один способ классификации операционных систем по типам.

Типы ОС:

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ: (дате характеристику операционной системе WINDOWS)

Слайд 16. Классификация операционных систем по назначению

Системы реального времени.

регламентированное время отклика на внешние события;
одновременная обработка нескольких событий.

Встраиваемые системы – системы, работающие на специфическом аппаратном обеспечении (автомобили, микроволновые печи, роботы). Примеры: ОС Windows Embedded фирмы Microsoft и различные версии операционной системы Linux.

Операционные системы для супер-компьютеров – системы, в которых особенно важны вопросы производительности и скорости обмена между элементами системы (Linux).Такие системы используются на компьютерах, содержащих сотни и тысячи процессоров. Подобные компьютеры используются для решения очень сложных и объёмных вычислительных процессов.

Операционные системы для серверов - универсальные многопользовательские многозадачные операционные системы. Примерами таких систем могут служить: файловые серверы масштаба предприятия, веб-серверы, банковские системы, серверы баз данных и т. п.

Операционные системы для домашних и офисных компьютеров. Эти системы характеризуются удобным пользовательский интерфейс и поддержкой широкого круга устройств для ПК.

Слайд 17 - 18. Загрузка операционной системы.

Операционная система чаще хранится на диске - внешней памяти компьютера. Такой диск называется системным. При включении компьютера ОС считывается из внешней памяти и размещается в оперативной. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Этапы загрузку ОС:

Выполнение программ ПЗУ (программы тестирования компьютера). Информация о ходе процесса отображается на экране монитора.
Загрузка ОС. Здесь процессор ищет в 1 секторе диска программы-загрузчика MasterBoot. Master Boot ищет на диске основной загрузчик BootSector, загружает его в память и передает ему управление.
BootSector ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.
После загрузки ОС управление передается командному процессору.

Установка операционной системы. Операционная система распространяется в виде дистрибутив на CD/DVD. Дистрибутив обычно содержит программы для начальной инициализации системы, программу - установщик и набор специальных файлов, содержащих отдельные части системы.

Для установки операционной системы на компьютер необходимо:

Дистрибутив ОС.
Ключ продукта (для установки и активации ОС).
Установленное оборудование компьютера: клавиатуру, мышь, монитор и дисковод компакт-дисков. Следует подключить компьютер к проводной сети при ее наличии.
Драйверы устройств для устанавливаемой ОС
Если выполняется переустановка ОС на использовавшемся ранее компьютере, то необходимо сделать резервную копию файлов и параметров. В процессе установки все файлы будут удалены.

Рассмотрим процесс установки ОС на примере Windows 7.

Наведите курсор мыши в правый верхний угол экрана и на всплывающей панели нажмите на кнопку Параметры.
На всплывающей панели в списке Параметры выберите Сведенияо компьютере.
В окне Система в блоке Выпуск Windows вы найдете информацию о версии ОС, версии установленного пакета обновлений (Service Pack). В блоке Система вы также можете найти информацию о типе системы (32 -разрядная,64-разрядная операционная система).

В левом нижнем углу экрана нажмите на кнопку Пуск.
Нажмите правой кнопкой мыши на пункт меню Компьютер и выберите пункт Свойства.
В окне Система в блоке Издание Windows вы найдете информацию о версии ОС, версии установленного пакета обновлений (Service Pack).
В блоке Система вы также можете найти информацию о типе системы (32 -разрядная, 64-разрядная операционная система).

В левом нижнем углу экрана нажмите на кнопку Пуск.
Нажмите правой кнопкой мыши на пункт Мой компьютер и выберите пункт Свойства.
В окне Свойства системы на вкладке Общие в блоке Система вы можете найти информацию о версии ОС и пакете обновлений (Service Pack).

определить версию операционной системы
определить тип программного обеспечения по назначению

ИТОГИ УРОКА

Темы рефератов:

История ОС;
ОС Windows (характеристики, версии ОС);
ОС Linux (характеристики, версии ОС);
ОС Mac OS (характеристики, версии ОС);
ОС MS-DOS (характеристики, версии ОС).

Список литературы и интернет ресурсов:Введение в операционную систему UNIX. Кулябов Д. С.

Ключевые слова:

— программное обеспечение (ПО),

— файловая система и структура,

— полное имя файла,

— маска имен файлов.

Учебник: Информатика. 10 класс: учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. — 288 с.

Изучая компьютер, у нас возникают вопросы: что самое важное в компьютере и что заставляет компьютер работать? Может процессор или Bios, а может оперативная память?

Мы с вами уже знаем, что компьютер это универсальное устройство для хранения, преобразования и передачи информации. Но сам компьютер не способен мыслить самостоятельно, как человек. Его надо научить — значит построить работу компьютера по инструкции, в которой указано, что надо делать. Такая инструкция должна содержать строгую последовательность команд на языке, понятном компьютеру. Каждая команда должна сообщать компьютеру, как надо обрабатывать данные для получения желаемого результата. Такая инструкция называется программой. Получается, что компьютер состоит из двух основных частей:

Аппаратные средства (hardware) — это технические устройства.
Программное обеспечение (software) — это программы (команды, записанные последовательно).

Совокупность всех программ, предназначенных для выполнения на компьютере, называют программным обеспечением (ПО) компьютера.

На уроке мы с вами узнаем:

— как классифицировать программное обеспечение;

— как определять основные характеристики операционной системы;

— как характеризовать имеющееся в распоряжении прикладное программное обеспечение.

И научимся осуществлять основные операции с файлами и папками.

Сфера применения конкретного компьютера определяется как его техническими характеристиками, таки установленными на нем ПО.

ПО современных компьютеров насчитывает тысячи программ.

Тем не менее, все ПО можно разделить на три группы:

Системное ПО
Прикладное ПО
Системы программирования

Системное программное обеспечение предназначено, прежде всего, для обслуживания самого компьютера, для управления работы его устройства. Включает в себя операционную систему и сервисные программы.

Операционная система — комплекс программ, обеспечивающих согласованное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.

В настоящее время наиболее распространёнными ОС для персональных компьютеров являются Windows, Mac Os, Linux. Для смартфонов, планшетов и других мобильных устройств — Android, iOS, Windows Phone.

Рассмотрим основные функции, выполняемые ОС современного компьютера.

Управление устройствами

Для обеспечения согласованного функционирования аппаратного обеспечения компьютера в состав ОС входят драйверы — специальные программы, управляющие работой подключенных к компьютеру внешних устройств.

Управление процессами

Программу, выполняемую на компьютере в текущий момент, принято называть процессом. Даже когда мы просто ищем информацию в сети Интернет, компьютер производит незаметные для нас операции по контролю за состоянием устройств, по защите от вирусов и т. д.

Современные ОС, планируя работы и распределяя ресурсы, обеспечивают возможность параллельной обработки нескольких процессов. Это свойство ОС называется многозадачностью.

Пользовательский интерфейс

Современные операционные системы обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса.

Работа с файлами

За организацию хранения информации и обеспечения доступа к ней отвечает подсистема ОС, называемая файловой системой.

К сервисным программам (утилитам) относят различные программы, выполняющие дополнительные услуги системного характера:

— Обслуживание дисков и диагностика компьютера:

- сжатие программ и данных.

— Защита от вирусов:

Многие программы сжатия данных построены на основе алгоритма Хаффмана.

Считать все входные данные и подсчитать частоты встречаемости всех символов.
Частоты встречаемости символов выписать в ряд — это вершины будущего графа (дерева).
Выбрать две вершины с наименьшими весами и объединить их — создать новую вершину, от которой провести рёбра к выбранным вершинам с наименьшими весами, а вес новой вершины задать равным сумме их весов. Расставить на рёбрах графа числа 0 и 1 (на верхнем ребре — 0, а на нижнем — 1). Чтобы выбранные вершины больше не просматривались, стереть их веса.
Продолжить объединение вершин, каждый раз выбирая пару с наименьшими весами, до тех пор, пока не останется одна вершина — корень дерева. Вес этой вершины будет равен длине сжимаемого массива.
Создать кодовую таблицу. Для определения двоичного кода каждой конкретной буквы необходимо пройти от корня до этой вершины, выписывая 0 и 1, встречающиеся на маршруте.
Сгенерировать сжатый массив данных, для чего надо снова прочесть входные данные и каждый символ заменить соответствующим ему кодом.

Сжать с помощью алгоритма Хаффмана фразу:

VENI, VIDI, VICI

Частота встречаемости символов

VENI, VIDI, VICI

01111011111000100001101
101100010000110110010

Исходный текст состоит из 16 символов, т. е. его длина в несжатом виде будет равна 16 байт или 128 бит. Код сжатого текста будет занимать 44 бита. Получаем коэффициент сжатия, равный 128/44 ≈ 2,9.

Комплекс программных средств, предназначенных для разработки новых программ, называют системой программирования или интегрированной средой разработки.

Рассмотрим основные компоненты, входящие в состав большинства систем программирования.

Специализированный текстовый редактор — позволяет программисту набрать и отредактировать текст программы на языке программирования высокого уровня. Трансляторы — специальные программы для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды; существует два типа трансляторов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы — обрабатывают и исполняют команды программы последовательно, от оператора к оператору, при каждом запуске программы она заново переводится в машинные коды. Компиляторы — обрабатывают весь текст программы, преобразовывая его в машинный код и строя исполняемый файл, готовый к запуску; после этого ни текст программы, ни компилятор не нужны.

Библиотеки стандартных подпрограмм — позволяют вызывать стандартные процедуры из вновь разрабатываемой программы. Компоновщик — собирает разные части (модули) создаваемой программы и используемые в ней стандартные подпрограммы в единый исполняемый файл.

Отладчик — позволяет управлять процессом исполнения программы, определять место и вид ошибок в программе, наблюдать за изменением значений переменных и выражений.

Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами или приложениями. Можно выделить приложения общего и специального назначения. Приложения общего назначения требуются практически каждому пользователю для работы с разными видами информации. К ним относятся: текстовые редакторы и процессоры; графические редакторы и пакеты компьютерной графики; табличные процессоры; редакторы презентаций, аудио и видеоредакторы; системы управления базами данных; браузеры; почтовые программы и др. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нём так называемый офисный пакет программ, включающий основные приложения общего назначения. Наибольшее распространение получили такие офисные пакеты, как Microsoft Office и Open Office. С любого компьютера, имеющего выход в Интернет, может быть доступен онлайн-офис, независимо от того, какую операционную систему этот компьютер использует. Онлайн-офис — это набор веб-сервисов, включающий в себя все основные компоненты традиционных офисных пакетов: текстовый редактор, электронные таблицы, редактор презентаций и др. Самый известный онлайн-офис — Google Docs.

Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями в различных сферах деятельности. Это:

— настольные издательские системы,

— системы автоматизированного проектирования (САПР),

— программы компьютерного моделирования,

— геоинформационные системы (ГИС), системы автоматического перевода и другие программы.

Когда мы рассматривали основные функции, выполняемые ОС современного компьютера, то сказали о файловой системе. Давайте разберем подробнее эту функцию.

Из курса основной школы вам известно, что файл — это поименованная совокупность данных определённого размера, размещаемая на внешних устройствах (носителях информации) и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Файл характеризуется набором параметров (имя, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (архивный, системный, скрытый, только для чтения). Размер файла выражается в байтах. На каждом компьютерном носителе информации может храниться большое количество файлов. Для удобства поиска информации файлы по определённым признакам объединяют в группы, называемые каталогами или папками.

Каталог (папка) — это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов).

Правила построения имён файлов и папок (каталогов) зависит от ОС. В операционной системе Windows:

Допускается использование имён, длиной до 255 символов.
Можно использовать прописные и строчные буквы латинского и национальных алфавитов, цифры, пробелы и некоторые символы.
Нельзя использовать символы: \ / : * ? “ |.
Неразличаются прописные и строчные буквы в имени.

ОС Linux отличается тем, что различаются прописные и строчные буквы в имени, нельзя использовать символ \, а символы / : * ? “ | следует использовать с осторожностью, так как некоторые из них могут иметь специальный смысл, а также из соображений совместимости с другими ОС. Имя файла состоит из собственного имени (даем его мы) и расширения. Расширения файлам, как правило, даются автоматически программами, в которых они создаются; существует ряд стандартных расширений, по которым можно узнать тип файла и программу, в которой их можно открыть. Файловая система — часть операционной системы, определяющая способ организации, хранения и именования данных на носителе информации.

Файловые системы решают следующие задачи:

— определяют правила построения имён файлов и каталогов,

— поддерживают программный интерфейс работы с файлами для приложений,

— определяют порядок размещения файлов на диске,

— обеспечивают защиту данных в случае сбоев и ошибок,

— обеспечивают установку прав доступа к данным для каждого конкретного пользователя,

— обеспечивают совместную работу с файлами.

В операционных системах Windows распространены две файловые системы: FAT32 и NTFS. В ОС Linux применяются ext2fs и ext3fs.

Защита данных во время сбоев, ошибок

Эта функция обеспечивается за счёт журналирования, суть которого состоит в следующем:

Перед началом выполнения операций с файлами ОС записывает (сохраняет) список действий, которые она будет проводить с файловой системой; эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом.
Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам, после чего удаляет эти записи из журнала.
Если во время выполнения операций с файлами произошёл сбой, то по записям в журнале можно определить пострадавшие файлы и восстановить их.

Используют два символа:

Давайте рассмотрим пример: Какие файлы будут найдены по маске?

. doc — файлы имеют пять символов в собственном имени и с расширением .doc;

*.jpg — любое собственное имя с расширением jpg;

doc*.* — имя обязательно начинается на doc, но дальше могут стоять любое количество символов и расширение любое.

Давайте рассмотрим задачу

В каталоге находятся 6 файлов:

motors.dat
torsten.docx

victoria.docx

x_torero.doc

Определите, по какой из перечисленных масок из этих 6 файлов будет отобрана указанная группа файлов:

Решение: Выясним, какие группы файлов позволит выбрать каждая из масок. Результаты анализа представим в таблице:

Итак, сегодня вы узнали про программное обеспечение (ПО). Оно бывает: системное (работает системный администратор), системы программирования (работают программисты), прикладное (работают все пользователи). Узнали, что системное ПО разделяется на операционную систему и сервисные программы (утилиты). Основные компоненты операционной системы — это управление устройствами, управление процессами, пользовательский интерфейс и работа с файлами. Для работы с файлами есть файловые системы. Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами (приложениями). Приложения общего назначения требуются практически всем. Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями.

Тренировочный модуль.

Соедините стрелками. Укажите, в какой программе создан файл.

Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию.
Специальная программа для подключения внешних устройств.
Важный этап в разработке новой программы.
Файл с расширением bmp — это …
Прикладное ПО для просмотра веб-страниц.
Поименованная совокупность данных определённого размера, размещаемая на внешних устройствах.
Человек, создающий новые программы.
ПО, которое обеспечивает согласованную работу всех узлов компьютера.
Какая файловая структура применяется в современных компьютерах?
Программа, которая преобразует исходные тексты программ в машинный код.
Минимальный элемент информации на жестком диске.

Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:

Раздел 3. Средства информационных и коммуникационных технологий.

Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть.

Содержимое разработки

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7

Раздел 3. Средства информационных и коммуникационных технологий.

Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть.

Цель: Применить на практике знания о назначение, принципах построения и функционирования локальных компьютерных сетей.

Продолжительность выполнения: 2 академических часа.

Материально-техническое оснащение:

компьютеры на рабочих местах с системным программным обеспечением (для операционной системы Windows)

раздаточный материал (практическое задание),

Краткие теоретические сведения:

Локальная компьютерная сеть - это комплекс программного обеспечения и устройств, объединяющих абонентов, находящихся на незначительной дистанции друг от друга. Как правило, такие системы используются в границах одного предприятия или здания.

Типы локальных сетей

Данные линии принято разделять на 2 вида:

Сети, для которых характерно централизованное управление, характеризующиеся общей политикой безопасности применимой ко всем пользователей

Одноранговые сети. В такой системе все пользователи самостоятельно определяют какую информацию и ресурсы они будут представлять в целях общего пользования. А компьютеры являются полностью равноправными и могут быть одновременно, как клиентом, так и сервером.

Главные составляющие локальной сети

Локальная компьютерная сеть не может полноценно функционировать без специального оборудования. Для нее основными составляющими являются:

Пассивное оборудование: коммутационные панели, монтажные шкафы, информационные розетки, кабели, кабельные каналы;

Периферийные устройства и компьютеры: принтеры, серверы, рабочие станции, сканеры;

Активное оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы (свитчи), специальные медиаконвекторы.

В зависимости от того, как будет построена сеть, какой протяженностью и согласно каким требованиям, комплекс устройств при монтаже может существенно меняться.

Понятие топологии

Топология локальных компьютерных сетей – это месторасположение рабочих станций и узлов относительно друг друга и варианты их соединения. Фактически это архитектура ЛВС. Размещение компьютеров определяет технические характеристики сети, и выбор любого вида топологии повлияет на:

Разновидности и характеристики сетевого оборудования.

Надежность и возможность масштабирования ЛВС.

Способ управления локальной сетью.

Таких вариантов расположения рабочих узлов и способов их соединения много, и количество их увеличивается прямо пропорционально повышению числа подсоединенных компьютеров. Основные топологии локальных сетей – это "звезда", "шина" и "кольцо".

Этот вид расположения рабочих станций имеет выделенный центр – сервер, к которому подсоединены все остальные компьютеры. Именно через сервер происходят процессы обмена данными (рис. 10). Поэтому оборудование его должно быть более сложным.

Топология локальных сетей "звезда" выгодно отличается от других полным отсутствием конфликтов в ЛВС – это достигается за счет централизованного управления.

Поломка одного из узлов или повреждение кабеля не окажет никакого влияния на сеть в целом.

Наличие только двух абонентов, основного и периферийного, позволяет упростить сетевое оборудование.

Скопление точек подключения в небольшом радиусе упрощает процесс контроля сети, а также позволяет повысить ее безопасность путем ограничения доступа посторонних.

Такая локальная сеть в случае отказа центрального сервера полностью становится неработоспособной.

Стоимость "звезды" выше, чем остальных топологий, поскольку кабеля требуется гораздо больше.

В этом способе соединения все рабочие станции подключены к единственной линии – коаксиальному кабелю, а данные от одного абонента отсылаются остальным в режиме полудуплексного обмена (рис.11). Топологии локальных сетей подобного вида предполагают наличие на каждом конце шины специального терминатора, без которого сигнал искажается.

Все компьютеры равноправны.

Возможность легкого масштабирования сети даже во время ее работы.

Выход из строя одного узла не оказывает влияния на остальные.

Расход кабеля существенно уменьшен.

Недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.

Маленькая производительность, обусловленная разделением канала между всеми абонентами.

Сложность управления и обнаружения неисправностей за счет параллельно включенных адаптеров.

Длина линии связи ограничена, потому эти виды топологии локальной сети применяют только для небольшого количества компьютеров.

Т
акой вид связи предполагает соединение рабочего узла с двумя другими, от одного из них принимаются данные, а второму передаются. Главной же особенностью этой топологии является то, что каждый терминал выступает в роли ретранслятора, исключая возможность затухания сигнала в ЛВС (рис.12).

Быстрое создание и настройка этой топологии локальных сетей.

Легкое масштабирование, требующее, однако, прекращения работы сети на время установки нового узла.

Большое количество возможных абонентов.

Устойчивость к перегрузкам и отсутствие сетевых конфликтов.

Возможность увеличения сети до огромных размеров за счет ретрансляции сигнала между компьютерами.

Ненадежность сети в целом.

Отсутствие устойчивости к повреждениям кабеля, поэтому обычно предусматривается наличие параллельной резервной линии.

Большой расход кабеля.

Типы локальных сетей

Выбор топологии локальных сетей также следует производить, основываясь на имеющемся типе ЛВС. Сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой и иерархической.

Они не очень отличаются функционально, что позволяет при необходимости переходить от одной из них к другой. Однако несколько различий между ними все же есть. Что касается одноранговой модели, ее применение рекомендуется в ситуациях, когда возможность организации большой сети отсутствует, но создание какой-либо системы связи все же необходимо. Рекомендуется создавать ее только для небольшого числа компьютеров. Связь с централизованным управлением обычно применяется на различных предприятиях для контроля рабочих станций.

Одноранговая сеть

Одноранговая сеть подразумевает доступность ресурсов рабочей станции остальным пользователям. Это означает возможность редактирования документа одного компьютера при работе за другим, удаленной распечатки и запуска приложений.

Достоинства однорангового типа ЛВС:

Легкость реализации, монтажа и обслуживания.

Небольшие финансовые затраты.

Такая модель исключает надобность в покупке дорогого сервера.

Быстродействие сети уменьшается пропорционально увеличению количества подсоединенных рабочих узлов.

Отсутствует единая система безопасности.

Доступность информации: при выключении компьютера данные, находящиеся в нем, станут недоступными для остальных.

Нет единой информационной базы.

Иерархическая модель

Отличное быстродействие сети.

Единая надежная система безопасности.

Одна, общая для всех, информационная база.

Облегченное управление всей сетью и ее элементами.

Необходимость наличия специальной кадровой единицы – администратора, который занимается мониторингом и обслуживанием сервера.

Большие финансовые затраты на покупку главного компьютера.

Выбор топологии (компоновка сетевого оборудования и рабочих станций) является исключительно важным моментом при организации локальной сети. Выбранный вид связи должен обеспечивать максимально эффективную и безопасную работу ЛВС. Немаловажно также уделить внимание финансовым затратам и возможности дальнейшего расширения сети. Найти рациональное решение – непростая задача, которая выполняется благодаря тщательному анализу и ответственному подходу. Именно в таком случае правильно подобранные топологии локальных сетей обеспечат максимальную работоспособность всей ЛВС в целом.

Описать одноранговую локальную сеть с топологией линейная шина.

Проанализируйте описание локальной сети и сделайте выводы.

Схема локальной сети

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

Описать одноранговую локальную сеть с топологией звезда.

Проанализируйте описание локальной сети и сделайте выводы.

Схема локальной сети

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

Описать локальную сеть на основе сервера.

Проанализируйте описание локальной сети и сделайте выводы.

Схема локальной сети

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

С помощью текстового редактора Word или WordPad создайте письмо к одногруппникам.

Сохраните данный текст в папке Почта_1 своего компьютера в файле письмо1. doc , где 1 – номер компьютера.

Откройте папку другого компьютера, например, Почта_2 и скопируйте в него файл письмо1 из своей папки Почта_1.

В своей папке Почта_1 прочитайте письма от других пользователей, например письмо2. Допишите в них свой ответ.

Переименуйте файл письмо2 . doc в файл письмо2_ответ1. doc

Переместите файл письмо2_ответ1. doc в папку Почта _2 и удалите его из своей папки

Далее повторите п.2-4 для других компьютеров.

Задание №5. Решите задачу.

Максимальная скорость передачи данных в локальной сети 100 Мбит/с. Сколько страниц текста можно передать за 5 сек, если 1 страница текста содержит 50 строк и на каждой строке - 70 символов.

Контрольные вопросы

Что такое локальная сеть, глобальная сеть?

Что понимается под топологией локальной сети?

Какие существуют виды топологии локальной сети?

Пример решения задачи.

Максимальная скорость передачи данных в локальной сети 100 Мбит/с. Сколько страниц текста можно передать за 2 сек, если 1 страница текста содержит 70 строк и на каждой строке - 85 символов?

допустим 1 символ = 1 байт

70*85*1 = 5950 байт (одна страница)

100 Мбит / 8 = 12,5 Мбайт * 1024 =12800 Кбайт * 1024 = 13107200 байт

13107200 / 5950 = 2202 страницы можно передать за 1 сек.

2202 * 2 = 4404 страницы можно передать за 2 секунды.

Отчет по практической работе № ____

ЦЕЛЬ:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

ЗАДАНИЕ № __ (с описанием о проделанной работе) ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1.________________________________________________________________________________________________________________________________

2.________________________________________________________________________________________________________________________________

3.________________________________________________________________________________________________________________________________

4.________________________________________________________________________________________________________________________________

ВЫВОД: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Цель занятия:изучить основные устройства ПК, их назначение и взаимосвязь; изучить основное и прикладное программное обеспечение ПК.

1. Написать краткий конспект по теоретическим сведениям, изложенным ниже.

2. Записать, из каких частей состоит ПК.

3. Напишите, какие основные и прикладные программы (несколько) установлены на Вашем ПК.

4. Записать вывод по практической работе.

5. Письменно ответить на контрольные вопросы выделенные красным цветом.

Устно подготовить ответы на оставшиеся вопросы.

Теоретические основы работы:

Основные устройства ПК.

Прежде всего, компьютер, согласно принципам фон Неймана, должен иметь следующие устройства:

1) арифметически-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

2) устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

3) запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

4) внешние устройства для ввода-вывода информации.

В схеме устройства современных ПК арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в единое устройство — центральный процессор.

Рис. 1

Различные устройства ПК связаны между собой каналами передачи информации. Из внешнего мира информация поступает в компьютер через устройства ввода. Поступившая информация попадает во внутреннюю память. Если требуется длительное ее хранение, то из внутренней памяти она переписывается во внешнюю. Обработка информации осуществляется процессором при непрерывной связи с внутренней памятью: оттуда извлекаются исходные данные, туда же помещаются результаты их обработки. Из внутренней памяти информация может быть передана во внешний мир через устройства вывода.

Работа любого компьютера осуществляется благодаря взаимосвязи двух компонентов: аппаратной части (hardware) и программного обеспечения (software).

Системный блок с помощью разъемов (на задней стенке) и электрических кабелей связан со всеми устройствами ввода и вывода информации.

В состав системного блока входят следующие основные функциональные части: процессор,
оперативное запоминающее устройство,
постоянное запоминающее устройство,
два устройства для работы с гибкими магнитными дисками,
запоминающее устройство на жестком магнитном диске,
дополнительные электронные схемы, обеспечивающие связь системного блока с остальными устройствами компьютера.

Устройство для работы с гибкими магнитными дисками называется также накопителем на гибких магнитных дисках, а сами гибкие диски называют также дискетами или флоппи-дисками. Запоминающее устройство на жестком магнитном диске называют накопитель на жестком диске или накопитель типа Винчестер.

Замечание: в разных литературных источниках история появления данных терминов далеко не однозначна, тем не менее, эти термины окончательно утвердились во всем мире.

Процессор – основной блок, с помощью которого компьютер решает поставленные перед ним задачи. Процессор может выполнять определенный набор команд, составляющий так называемый внутренний машинный язык компьютера. В команде в закодированном виде указывается, какую операцию нужно выполнить процессором, где хранятся данные, которые будут участвовать в данной операции и куда необходимо записать результат операции.

Процесс представления решения задачи в последовательность команд, входящих в систему команд процессора называется программированием, а сама последовательность команд называется программой решения задачи.

Можно сказать, что процессор компьютера – это автомат, который управляется командами программы.

Одной из важнейших характеристик процессора является его быстродействие. Поскольку команды, входящие в набор команд процессора, разные по сложности выполняемых действий, то и время выполнения процессором различных команд различается в несколько раз. Поэтому за единицу, характеризующую быстродействие процессора принят отрезок времени, за который процессор выполняет элементарное действие. Это так называемый машинный такт. Быстродействие процессоров измеряется в миллионах герц (мегагерцах) – в миллионах этих машинных тактов в секунду.

К числу важнейших характеристик процессора относится и разрядность обрабатываемых процессором данных. Чем больше разрядность, тем выше точность обработки данных. Первые варианты компьютеров IBM PC были 16-разрядными. За последние годы эти 16-разрядные компьютеры вытесняются более совершенными, 32-разрядными.

Сказанное поясним следующим примером. Пусть мы что-то измерили (температуру, влажность, длину отрезка и т.д.). Чем точнее мы измеряем величину, тем больше разрядов будет иметь изображение этой величины. Например, длину отрезка можно представить с точностью до метра, до сантиметра, до миллиметра, и т.д., и чем точнее будет представлена эта величина, тем больше в своем изображении она будет иметь разрядов.

Процессор для компьютеров IBM PC представляет собой одну микросхему. Такие процессоры называются однокристальными микропроцессорами. Микропроцессоры для компьютеров IBM PC разрабатываются и поставляются известной американской фирмой Intel.

Оперативное запоминающее устройство.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это массив ячеек с необходимыми схемами управления, предназначенный для временного хранения команд программы, исходных данных и результатов обработки.

В процессе решения той или иной задачи процессор постоянно общается с ОЗУ, с одной стороны, выбирая поочередно команды программы и данные, которые необходимы для выполнения команд программы и, с другой стороны, записывая в ячейки результаты выполнения команд. ОЗУ, как правило, реализовано в виде нескольких микросхем и устанавливается на одной плате вместе с микропроцессором.

Важной характеристикой компьютера в целом является емкость ОЗУ, которая фактически задает количество ячеек в ОЗУ. Чем больше емкость ОЗУ, тем более объемная программа и большее число данных могут быть в ней размещены. А это значит, что с увеличением емкости ОЗУ резко увеличивается сложность решаемых задач.

Замечание: Таким образом, мощность компьютера определяется в основном двумя главными параметрами: разрядностью процессора и величиной емкости ОЗУ.

Принято за единицу измерения емкости ОЗУ использовать байт (8 двоичных разрядов) и его производные величины – килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт) и т.д. 1 Кбайт равен 1024 байта, а 1 Мбайт – 1024 Кбайта.

Первые модели IBM PC, появившиеся в начале 80-х годов, часто имели небольшой объем ОЗУ – 256 Кбайт или 384 Кбайта.

В последнее время стоимость микросхем ОЗУ значительно снизилась и поэтому все компьютеры IBM PC стали снабжаться ОЗУ емкостью от 640 Кбайт и выше.

Важно знать, что ОЗУ в компьютерах энергозависимы – даже при кратковременном отключении питания информация, записанная в ОЗУ, пропадает.

Постоянное запоминающее устройство.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) представляет собой также как и ОЗУ массив ячеек со схемами управления. Информация в ячейки ПЗУ заносится заранее раз и навсегда или на заводе-изготовителе, или в специализированных организациях с помощью специальных установок, называемых программаторами. Таким образом, в процессе функционирования компьютера, по мере надобности, из заданных ячеек ПЗУ информация только считывается в другие устройства.

В ПЗУ хранятся специальные служебные программы и данные, которые выполняют специальные системные функции.

Конструктивно, микросхемы ПЗУ размещаются вместе с микросхемами ОЗУ и процессора на одной плате.

Накопители на гибких магнитных дисках.

Гибкий магнитный диск (ГМД) конструктивно размещен внутри защитного пластмассового пакета, вместе с пакетом вставляется в щель кармана на лицевой панели системного блока и вращается внутри кармана дисководом с помощью специального приспособления. У конверта есть продолговатая прорезь, через которую магнитная головка накопителя контактирует с поверхностью гибкого магнитного диска при выполнении операций чтения-записи.

Носителем информации на гибком магнитном диске являются узкие магнитные дорожки. Специальный механизм в накопителе обеспечивает перемещение магнитной головки с дорожки на дорожку, что обеспечивает обслуживание всех дорожек одной головкой.

Важной характеристикой гибкого магнитного диска является максимальная емкость хранящейся на нем информации. Дискеты диаметром 89 мм выпускаются в основном или емкостью 1,44 Мбайт, или емкостью 720 Кбайт.

На дискетах размером 3,5 дюйма имеется специальный переключатель — защелка, разрешающая или запрещающая запись на дискету — это черный квадратик в нижнем левом углу дискеты. Запись на дискету разрешена, если отверстие, закрываемое защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.

Накопители на жестком диске типа Винчестер.

Накопители на жестком диске (они же жесткие диски, они же винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Из всех устройств хранения данных (если не считать оперативную память) жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным (обычно 4-10 миллисекунд, мс), высокие скорости чтения и записи данных (более 5 Мбайт/с).

Жесткий диск имеется практически во всех современных ПК. Возможна установка и нескольких жестких дисков (иногда это увеличивает быстродействие компьютера или обходится дешевле). По специальной новейшей технологии в коробке с высокой степенью герметизации (чтобы не попали вовнутрь даже мельчайшие частицы пыли) помещены и жесткий магнитный диск (на дюралюминиевой, стеклянной основе), и дисковод, вращающий диск, и устройство для перемещения головок, и схемы управления. Этим обеспечиваются и малые габариты, и бесшумность работы, и высокая надежность в работе, и большая емкость хранения информации.

Характеристики: емкость, быстродействие, интерфейс.

Основная характеристика жесткого диска — это его емкость, то есть количество информации, размещаемой на диске. Диски с емкостью до 1 Гбайт считаются устаревшими, они уже не производятся. Максимальная емкость дисков сейчас — 100 Гбайт и более. Емкость жесткого диска (точнее, суммарная емкость установленных в компьютере жестких дисков) во многом определяет диапазон применения компьютера

Скорость работы диска характеризуется двумя показателями: временем доступа к данным на диске и скоростью чтения/записи данных на диске.

Интерфейсы дисков. Большинство современных дисков имеет интерфейс EIDE, это значит, что данные диски должны подключаться к контроллерам типа EIDE. Практически все выпускаемые сейчас компьютеры имеют на материнской плате встроенный контроллер EIDE. EIDE-контроллер обеспечивает подключение до четырех устройств — жестких дисков, дисководов для компакт-дисков и др. Для обычных пользователей этого вполне достаточно.

Устройства ввода-вывода информации.

Кроме перечисленных устройств персональные компьютеры IBM PC могут быть доукомплектованы такими устройствами ввода-вывода, как графические планшеты, сканеры, графопостроители (плоттеры), модемы и факсы и т.д..

Порты общего назначения бывают двух видов: параллельные и последовательные.

Параллельный порт позволяет обмениваться данными одновременно несколькими разрядами (как минимум, побайтно); последовательный порт выводит информацию для другого устройства последовательно разряд за разрядом.

Мониторы компьютеров IBM PC представляют собой устройства для вывода на экран символьной и графической информации.

Электронные схемы компьютера, обеспечивающие формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называются видеоконтроллером.

Видеоконтроллер обычно выполняется в виде специальной платы, вставляемой в разъем системной шины компьютера, но на некоторых компьютерах он входит в состав системной (материнской) платы. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти — видеопамяти, и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор — видеосигнал.

Характеристики применяемого монитора во многом определяются используемым графическим адаптером.

Блок клавиатуры.

Блок клавиатуры IBM PC предназначен для ручного ввода в компьютер информации от пользователя. От модели к модели число клавиш на клавиатуре, а также их расположение, могут меняться, но назначение одинаковых клавиш, естественно совпадает.

Принтер (печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Обычно принтеры могут выводить не только текстовую информацию, но также рисунки и графики. Одни принтеры позволяют печатать только в одном цвете (черном), другие могут выводить также и цветные изображения.

Принцип печати матричных принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

Струйные принтеры. В струйных принтерах изображение формируется микро каплями специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через сопла в печатающей головке. Как и в матричных принтерах, печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окончании печати каждой горизонтальной полосы изображения бумага продвигается по вертикали.

Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее (близкое к типографскому) качество черно-белой печати, а цветные лазерные принтеры — также и очень высокое качество цветной печати. В лазерных принтерах используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски (тонера). Отличие от обычного копировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам из компьютера.

Сканер – устройство для считывания графической и текстовой информации непосредственно с листа. Имеются программы, которые распознают рукописный текст при вводе с помощью сканера. Сканеры делятся на планшетные и ручные. Сканеры планшетного типа обрабатывают текст целиком. Ручным сканером необходимо вводить информацию с листа по частям, проводя вручную сканером по соответствующим местам листа.

Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ, позволяющая организовать решение разнообразных задач на ПК. ПО принято разделять на два основных класса: системные и прикладные программы.

К этому классу ПО относят следующие группы:

1) Операционные системы (ОС) – главная часть системного ПО–программы, обеспечивающие организацию процесса обработки информации, распределение ресурсов памяти компьютера, способ общения человека с компьютером (интерфейс).

2) Драйверы – специальные программы, управляющие работой устройств ввода/вывода и оперативной памятью.

3) Операционные оболочки – средства, обеспечивающие простоту и наглядность в общении человека с ОС ПК.

4) Утилиты – программы, обеспечивающие обслуживание составных частей ПК и специальных задач.

5) Системы (языки) программирования – программы, предназначенные для создания новых программ во всех классах ПО.

Прикладные программы приходят на помощь человеку в его профессиональной деятельности, при обучении и не требуют от него специальных знаний в области информатики.

Читайте также: