Основные положения новых информационных технологий


Назначение и состав АРМ конечного пользователя информационной системы



страница9/31
Дата11.11.2016
Размер3.35 Mb.
Просмотров7567
Скачиваний0
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   31


5. Назначение и состав АРМ конечного пользователя информационной системы

Деятельность различных категорий работников в сфере организационно-экономического управления опирается в современных условиях на широкое использование автоматизированных рабочих мест (АРМ) как базовых инструментов повышения эффективности их труда.



Автоматизированное рабочее место (АРМ) – совокупность информационно-программно-технических ресурсов, обеспечивающих пользователю обработку данных и автоматизацию управленческих функций в конкретной предметной области.

АРМ всегда имеет проблемно-профессиональную ориентацию и позволяет пользователю перенести на компьютер выполнение типовых повторяющихся операций, связанных с накоплением, систематизацией, хранением, поиском, обработкой, защитой и передачей данных.



Технологическое обеспечение АРМ включает в себя следующие 8 видов обеспечения:

1. Организационное обеспечение формируется комплексом документов, регламентирующих деятельность специалистов при использовании АРМ в соответствии со своими служебными обязанностями.

2. Техническое обеспечение АРМ предназначено для непосредственного выполнения всех операций в рамках используемых ИТ, гарантируя при этом обработку заданных объемов данных к требуемому моменту времени. Кроме того, техническое обеспечение является основой реализации надежного обмена данными как в локальных, так и в глобальных ИС. Основную часть технического обеспечения АРМ составляют ПК универсального назначения, обладающие значительной вычислительной мощностью. Устойчивой тенденцией развития АРМ в составе корпоративных ИС является постепенный переход от реализации рабочего места в виде «толстого» клиента к простому решению в виде «тонкого» клиента с минимально достаточным объемом функциональных возможностей (терминалы).

3. Информационное обеспечение АРМ ориентировано на поддержку привычных пользователям особенностей структуризации используемых данных, позволяющих осуществлять быстрый поиск, внесение необходимых изменений, подготовку документов и отчетов. Типовым решением является обеспечение доступа пользователей с различных АРМ к информационно-справочной системе, например КонсультантПлюс.

4. Лингвистическое обеспечение объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц, ориентированных в целом на эффектную реализацию пользовательского интерфейса.

5. Математическое обеспечение представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, обеспечивающих обработку данных с получением требуемых результатов.

6. Программное обеспечение (ПО) формируется совокупностью программ, позволяющих организовать решение задач на компьютере. Во взаимодействии с техническими средствами оно непосредственно обеспечивает решение задач того или иного класса, при этом используется как системное, так и специальное (прикладное) ПО. Основу системного ПО для АРМ различного назначения составляют обычно ОС семейства (клона) Windows. В большинстве случаев конкретная специализация АРМ задается функционально ориентированными пакетами прикладных программ. Перепрофилирование АРМ для другой предметной области осуществляется, как правило, изменением состава прикладного ПО. Традиционно использование в качестве прикладного ПО широкого назначения интегрированного пакета программ MS Office, обычно, в составе редактора Word, электронных таблиц Excel, СУБД Access, системы подготовки презентаций Power Point, почтовой программы Outlook Express.

7. Правовое обеспечение – это совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационных систем и АРМ.

8. Эргономическое обеспечение формируется совокупностью методов, средств, предназначенных для создания оптимальных условий высококачественной, высокоэффективной и безошибочной деятельности пользователей (например, соответствие стандарту TCO).

В целом АРМ, реализуя широкие возможности современных ИТ, позволяют резко повысить эффективность деятельности различных категорий пользователей посредством расширения объема используемых данных, увеличения скорости их обработки, повышения качества подготавливаемых управленческих решений, оперативности обмена данными и результатами их обработки.



Тема 5. Операционные системы
1. Операционная система в общей структуре компьютера

2. Классификация операционных систем

3. Ядро операционной системы

1. Операционная система в общей структуре компьютера

Современная компьютерная система состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, клавиатуры, монитора, принтеров, сетевого интерфейса и других устройств, то есть является сложной комплексной системой. Написание программ, которые следят за всеми компонентами, корректно используют их и при этом работают оптимально, представляет собой крайне трудную задачу. По этой причине компьютеры оснащаются специальным уровнем программного обеспечения, называемым операционной системой.

Операционная система отвечает за управление всеми перечисленными устройствами и обеспечивает пользователя имеющими простой, доступный интерфейс программами для работы с аппаратурой.

Расположение операционной системы в общей структуре компьютера показано на рис. 1.1. Внизу находится аппаратное обеспечение, которое во многих случаях само состоит из двух или более уровней (или слоев). Самый нижний уровень содержит физические устройства, состоящие из интегральных микросхем, проводников, источников питания, электронно-лучевых трубок и т. п. То, как они устроены и как работают, относится к сфере деятельности инженеров, специалистов по электронике.




Банковская

система


Заказ

авиабилетов



Web-браузер

Компиляторы

Редакторы

Интерпретаторы

команд


Операционная система

Машинный язык

Микроархитектура

Физические устройства

1 верхняя строка - Программы-приложения

2 3 строки - Системные программы

4,5 и 6 строки - Оборудование, аппаратура


Рис. 1.1. Компьютерная система состоит из аппаратного обеспечения, системных программ и приложений
Обычно машинный язык содержит от 50 до 300 команд, служащих - преимущественно для перемещения данных по компьютеру, выполнения арифметических операций и сравнения величин. Управление устройствами на этом уровне осуществляется с помощью загрузки определенных величин в специальные регистры устройств. Например, диску можно дать команду чтения, записав в его регистры адрес места на диске, адрес в основной памяти, число байтов для чтения и направление действия (чтение или запись). На практике нужно передавать большее количество параметров, а статус операции, возвращаемый диском, достаточно сложен.

Операционная система предназначена для того, чтобы скрыть от пользователя все эти сложности. Она состоит из уровня программного обеспечения, который частично избавляет от необходимости общения с аппаратурой напрямую, вместо этого предоставляя программисту более удобную систему команд. Действие чтения блока из файла в этом случае представляется намного более простым, чем когда нужно заботиться о перемещении головок диска, ждать, пока они установятся на нужное место и т. д.

Над операционной системой на нашем рисунке расположены остальные системные программы. Здесь находятся интерпретатор команд (оболочка), системы окон, компиляторы, редакторы и т.д. Важно понимать, что подобные программы не являются частью операционной системы, хотя обычно поставщики компьютеров устанавливают их на машины. Это очень важное замечание. Под операционной системой обычно понимается то программное обеспечение, которое запускается в режиме ядра или, как его еще называют, режиме супервизора. Она защищена от вмешательства пользователя с помощью аппаратных средств (мы не рассматриваем в данный момент некоторые старые микропроцессоры, которые вообще не имеют аппаратной защиты). Компиляторы и редакторы запускаются в пользовательском режиме. Если пользователю не нравится какой-либо компилятор, он при желании может написать свой собственный,



Основными командами являются команды read и write (чтение и запись). Каждая из них требует 13 параметров, упакованных в 9 байт. Эти параметры определяют такие элементы, как адрес блока на диске, который нужно прочитать, количество секторов на дорожке, физический режим записи, расстановку промежутков между секторами. Они же сообщают, что делать с меткой адреса данных, которые были удалены. Если вы не можете сразу это осмыслить, не волнуйтесь — полностью это понятно лишь посвященным. Когда выполнение операции завершается, чип контроллера возвращает упакованные в 7 байт 23 параметра, отражающие на- наличие и типы ошибок. Но этого не достаточно, и программист при работе с гибким диском должен также постоянно знать, включен двигатель или нет. Если двигатель выключен, его следует включить (с длительным ожиданием запуска) прежде, чем данные будут прочитаны или записаны. Двигатель не может оставаться включенным слишком долго, так как гибкий диск изнашивается. Программист вынужден выбирать между длинными задержками во время загрузки и изнашивающимися гибкими дисками (с вероятностью потери данных на них). Даже если не вдаваться глубже в подробности с точки зрения пользователя операционная система выполняет функцию расширенной машины или виртуальной машины, в которой проще программировать и легче работать, чем непосредственно с аппаратным обеспечением, составляющим реальный компьютер.

Операционная система как менеджер ресурсов

Концепция, рассматривающая операционную систему, прежде всего как удобный интерфейс пользователя, — это взгляд сверху вниз. Альтернативный взгляд, снизу вверх, дает представление об операционной системе как о механизме, присутствующем в устройстве компьютера для управления всеми частями этой сложнейшей машины. Современные компьютеры состоят из процессоров, памяти, датчиков времени, дисков, мыши, сетевого интерфейса, принтеров и огромного количества других устройств. В соответствии со вторым подходом работа операционной системы заключается в обеспечении организованного и контролируемого распределения процессоров, памяти и устройств ввода-вывода между различными программами, состязающимися за право их использовать. Управление ресурсами включает в себя их мультиплексирование (распределение) двумя способами: во времени и в пространстве. Когда ресурс распределяется во времени, различные пользователи и программы используют его по очереди. Сначала один из них получает доступ к использованию ресурса, потом другой и т. д. Например, несколько программ хотят обратиться к центральному процессору. В этой ситуации операционная система сначала разрешает доступ к процессору одной программе, затем, после того как она поработала достаточное время, другой программе, затем следующей и, в конце концов, опять первой. Определение того, как долго ресурс будет использоваться во времени, кто будет следующим и на какое время ему предоставляется ресурс — это задача операционной системы. Еще один пример временного мультиплексирования — распределение заданий, посылаемых для печати на принтер. Когда задания выстраиваются в очередь для печати на одном принтере, операционной системе каждый раз нужно принимать решение о том, которое из них будет печататься следующим. Другой вид распределения — это пространственное мультиплексирование. Вместо поочередной работы каждый клиент получает часть ресурса. Обычно оперативная память разделяется между несколькими работающими программами, так что все они одновременно могут постоянно находиться в памяти (например, используя центральный процессор по очереди). Если предположить, что памяти достаточно для того, чтобы хранить несколько программ, эффективнее разместить в памяти сразу несколько программ, чем выделить всю память одной программе, особенно если ей нужна лишь небольшая часть имеющейся памяти. Конечно, при этом возникают проблемы справедливого распределения, защиты памяти и т.д., и для разрешения подобных вопросов существует операционная система. Другой ресурс, распределяемый пространственно, — это диск (жесткий). Во многих системах один диск в одно и то же время может содержать файлы нескольких пользователей. Распределение дискового пространства и отслеживание того, кто какие блоки диска использует, является типичной задачей управления ресурсами, которую также выполняет операционная система. Большинство центральных процессоров, имеют два режима работы: режим ядра и пользовательский режим. Если процессор запущен в режиме ядра, он может выполнять все команды из набора инструкций и использовать все возможности аппаратуры. Операционная система работает в режиме ядра, предоставляя доступ ко всему оборудованию. В противоположность этому программы пользователей работают в пользовательском режиме, разрешающем выполнение подмножества команд и делающем доступным лишь часть аппаратных средств. Как правило, все команды, включая ввод-вывод данных и защиту памяти, запрещены в пользовательском режиме.

Для связи с операционной системой пользовательская программа должна сформировать системный вызов, который обеспечивает переход в режим ядра и активизирует функции операционной системы. Команда TRAP (эмулированное прерывание) переключает режим работы процессора из пользовательского в режим ядра и передает управление операционной системе. После завершения работы управление возвращается к пользовательской программе, к команде, следующей за системным вызовом.

Стоит отметить, что в компьютерах, помимо инструкций для выполнения системных вызовов, есть и другие прерывания. Большинство этих прерываний вызываются аппаратно для предупреждения об исключительных ситуациях, таких как попытка деления на ноль или переполнение при операциях с плавающей точкой.

Во всех подобных случаях управление переходит к операционной системе, которая должна решать, что делать дальше. Иногда нужно завершить программу с со- сообщением об ошибке. В других случаях ошибку можно проигнорировать (например, при потере значимости числа его можно принять равным нулю). Наконец, если программа объявила заранее, что требуется обработать некоторые виды условий, управление может вернуться назад к программе, позволяя ей самой разрешить появившуюся проблему.

Память не является единственным ресурсом, которым должна управлять операционная система. Устройства ввода-вывода также тесно взаимодействуют с операционной системой. Как видно устройства ввода-вывода обычно состоят из двух частей: контроллера и самого устройства. Контроллер — это микросхема или набор микросхем на вставляемой в разъем плате, физически управляющая устройством. Он принимает команды операционной системы, например указание прочитать данные с устройства, и выполняет их. интерфейса самого устройства. Так как все типы контроллеров отличаются друг от друга, для управления ими требуется различное программное обеспечение. Программа, которая общается с контроллером, отдает ему команды и получает ответы, называется драйвером устройства. Каждый производитель контроллеров должен поставлять драйверы для поддерживаемых им операционных систем. Если вы хотите получить возможность использовать драйвер, его нужно установить в операционную систему так, чтобы он мог работать в режиме ядра.

Базовые понятия операционной системы

Рассмотрим набор базовых понятий присущие любой операционной системы таких как например процессы, память и файлы, которые являются самыми важными для понимания общей идеи.



Процессы

Ключевое понятие операционной системы — процесс. Процессом, по существу, называют программу в момент выполнения. С каждым процессом связывается его адресное пространство — список адресов в памяти от некоторого минимума (обычно нуля) до некоторого максимума, которые процесс может прочесть и в которые он может писать. Адресное пространство содержит саму программу, данные к ней и ее стек. Со всяким процессом связывается некий набор регистров, включая счетчик команд, указатель стека и другие аппаратные регистры, плюс вся остальная информация, необходимая для запуска программы.



Взаимоблокировка

Когда взаимодействуют два или более процессов, они могут попадать в патовые ситуации, из которых невозможно выйти без посторонней помощи. Такая ситуация называется тупиком, тупиковой ситуацией или взаимоблокировкой. Тупиковую ситуацию легче всего представить с помощью примера из реального мира, с которым знаком каждый, — это пробки на дорогах.



Управление памятью

В каждом компьютере есть оперативная память, используемая для хранения выполняющихся программ. В очень простых операционных системах в конкретный момент времени в памяти может находиться только одна программа. Для запуска второй программы сначала нужно удалить из памяти первую и загрузить на ее место вторую. Более изощренные системы позволяют одновременно находиться в памяти нескольким программам. Для того чтобы они не мешали друг другу (и операционной системе), необходим некий защитный механизм. Хотя этот механизм располагается в аппаратуре, он управляется операционной системой.

Вышеизложенная точка зрения имеет отношение к управлению оперативной памятью компьютера и к ее защите. Другой, но не менее важный, связанный памятью вопрос — это управление адресным пространством процессов. Обычно под каждый процесс отводится некоторый набор адресов, которые он может использовать, чаще всего начинающийся с 0 и продолжающийся до некого максимума.

В простейшем случае максимальная величина адресного пространства для процесса меньше основной памяти. Тогда процесс может заполнить свое адресное пространство, и памяти хватит на то, чтобы содержать его целиком.



Ввод-вывод данных

Во всех компьютерах есть физическое устройство для получения входных данных и вывода информации. Посудите сами, что хорошего было бы в компьютере, если бы пользователи не могли сказать ему, что делать, и не могли получить результаты после завершения выполненной работы? Существует много видов устройств ввода-вывода, например клавиатуры, мониторы, принтеры и т. д. Всеми ими должна управлять операционная система.

Каждая операционная система имеет свою подсистему ввода-вывода для управления устройствами ввода-вывода. Некоторые из программ ввода-вывода являются независимыми от устройств, то есть их можно применить ко многим или ко всем устройствам ввода-вывода. Другая часть программного обеспечения ввода-вывода, в которую входят драйверы устройств, предназначена для определенных устройств ввода-вывода

Файл и файловая система

Файловая система — это еще одно ключевое понятие, поддерживаемое виртуально всеми операционными системами. Как было замечено ранее, основной функцией операционной системы является скрытие особенностей дисков и других устройств ввода-вывода и предоставление пользователю понятной и удобной абстрактной модели независимых от устройств файлов. Системные вызовы очевидно необходимы для создания, удаления, чтения или записи файлов. Перед тем как прочитать файл, его нужно разместить на диске и открыть, а после прочтения его нужно закрыть. Все эти функции осуществляют системные вызовы.

Предоставляя место для хранения файлов, операционные системы используют понятие папки, каталога (directory) как способ объединения файлов в группы. Например, студент может иметь по одному каталогу для каждого изучаемого им курса (для программ, необходимых в рамках этого курса), каталог для электронной почты, и еще один — для своей домашней web-страницы. Для создания и удаления каталогов также необходимы системные вызовы. Они же обеспечивают перемещение существующего файла в каталог и удаление файла из каталога. Содержимое каталогов могут составлять файлы или другие каталоги. Эта модель создает структуру — файловую систему. Иерархии процессов и файлов организованы в виде деревьев,

Каждый файл в иерархии каталогов можно определить, задав его имя пути, называемое также полным именем файла. Путь начинается из вершины структуры каталогов, называемой корневым каталогом. Такое абсолютное имя пути состоит из списка каталогов, которые нужно пройти от корневого каталога к файлу, с разделением отдельных компонентов косой чертой, которая называется слеж.(/)



Безопасность

Компьютеры содержат большое количество информации, конфиденциальность которой пользователи зачастую хотят сохранить: электронную почту, бизнес-планы, персональные данные и многое другое. В задачу операционной системы входит управление системой защиты подобных файлов, так чтобы они, например, были доступны только пользователям, имеющим на это права. В связи с широким использованием Интернета проблема безопасности является очень актуальной, поэтому этому вопросу в настоящее время уделяется очень большое внимание



Система прерывания ОС

Основным механизмом функционирования ОС является система прерываний.



Прерывания – это процедуры, которые компьютер вызывает для выполнения определённой работы.

Существуют аппаратные, логические и программные прерывания.

Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой. Например, сигналом от принтера, нажатием клавиши на клавиатуре, сигналом от таймера и другими причинами.

Логические прерывания возникают при нестандартных ситуациях в работе микропроцессора, например деление на нуль, переполнением регистра и др.

Программные прерывания инициируются программами, т.е. появляются , когда одна программа хочет получить сервис со стороны другой программы, например доступ к определённым аппаратным ресурсам.

Прерывание - это временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы.

Каждое прерывание имеет уникальный номер, и с ним связана определённая подпрограмма. Когда выполняется прерывание, процессор оставляет свою работу и выполняет прерывание. Затем загружается адрес программы обработки прерываний и ей передаётся управление. После окончания её работы управление передаётся основной программе, которая была прервана. Аппаратные прерывания относятся к прерываниям низшего уровня, им присвоены младшие номера, и их обслуживает базовая система ввода-вывода. Логические и программные прерывания относя к верхнему уровню. Они имеют большие измерения. И их обсуживает в основном базовый модуль ОС.


Определение операционной системы

Операционная система (ОС) — это совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером.

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

ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой. Интерфейс при этом может быть программным и пользовательским.



Программный интерфейс — это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы.

Пользовательский интерфейс — это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.

В свою очередь, пользовательский интерфейс может быть командным или объектно-ориентированным. Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.



Объектно-ориентированный интерфейс это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т. д.

Каждый компьютер обязательно комплектуется операционной системой, для каждой из которых создается свой набор прикладных программ (приложений).

Большинство операционных систем модифицируются и совершенствуются в направлении исправления ошибок и включения новых возможностей. В целях сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии. Версии ОС обозначаются (как правило) «десятичной дробью» вида 6.00, 2.1, 3.5 и т.д. При этом увеличение цифры до точки отражает существенные изменения, вносимые в операционную систему, а увеличение цифр, стоящих после точки, — незначительные изменения (например, исправление ошибок). Чем больше номер версии, тем большими возможностями обладает система.


Каталог: images
images -> Пособие по задачам для деловой обучающей игры по основам электронных финансов у подростков 7‒11 классов учителям
images -> Методические рекомендации Элиста 2015 Составитель
images -> Путешествие в Белиз, или Yu Betta Belize It!
images -> Программа духовно-нравственного развития и воспитания обучающихся на уровне среднего общего образования
images -> Реклама на сайтерегистрация
images -> Блокадная книга. Книга 2 Алесь Адамович, Даниил Гранин
images -> Вид: детский сад. Юридический адрес


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   31


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал