1.Цель и задачи лабораторной работы.
Приобретение навыков работы с компьютером. Изучение разновидностей программ для компьютеров. Ознакомление с командами операционной системой MS-DOS.
2.Теоретические сведения.
Чтобы научиться работать на компьютере, на нем надо постоянно работать, приобретая автоматизм.
Чтобы комфортно работать на компьютере, необходимо, во-первых, иметь удобные программы, а во-вторых, иметь под рукой, по крайней мере на начальном этапе, хорошее руководство по пользованию.
2.1. Компьютеры
2.2. Принципы фон Неймана
2.3. Представление информации в компьютере
2.4. Программы для компьютеров
2.5. Разновидности программ
2.6. Операционные системы
2.7. Файл и файловая система
2.8. Пользовательский интерфейс
2.1. Компьютеры
Компьютер — вычислитель, выполняющий заданную человеком последовательность действий.
Впервые вычислительное устройство упоминается более 2000 лет назад. Оно представляло собой деревянную машину с колесиками и выполняло ограниченное число операций. Первая европейская машина была создана Непером в начале семнадцатого века. Она могла выполнять операцию умножения двух чисел. Дальнейшее развитие эти устройства получили у Блеза Паскаля (1642 год) и Готфрида Вильгельма фон Лейбница (описана в 1671, а создана в 1694 году).
Первый коммерческий механический калькулятор был создан Чарльзом Ксавьером Томасом в 1820 году. Он выполнял операции сложения, вычитания, умножения и деления.
Отцом первого механического компьютера является Чарльз Беббидж, профессор математики Кембриджского университета. Он был создан в 1823 году, был паровым и полностью автоматическим.
В 1946 году в Пенсильванском университете Джоном Мошли и Дж. Преспером Эксртом была создана электронно-вычислительная машина ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator). Производительность компьютера ENIAC была в 1000 раз выше, чем у механических и электромеханических устройств. В этом компьютере использовалось 18 тыс. вакуумных ламп, он занимал площадь 167 квадратных метров и потреблял 180 тыс. ватт.
В 1945 году математик Джон фон Нейман показал, что компьютер представляет собой целостную физическую структуру и может эффективно выполнять любые вычисления без изменения аппаратной частя. Другими словами, программы можно изменять, не меняя аппаратного обеспечения. Эта идея получила дальнейшее распространение в виде хранимых в компьютере программ.
С изобретения в 1948 году полупроводниковых устройств – транзисторов – началась революция в компьютерной индустрии. Транзистор был изобретен в Bell Laboratories инженерами Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли. Транзистор заменил громоздкую и неудобную электронную лампу. Поскольку потребляемая транзисторами мощность незначительна, построенные на их основе компьютеры имели гораздо меньшие размеры и отличались более высоким быстродействием и эффективностью.
В 1949г. англичанин Морис Уилкс создал первый компьютер на принципах фон Неймана. В1959г. американец Роберт Нойс изобрел интегральные микросхемы (чипы). В 1970г. фирма Intel создала первый микропроцессор. В 1973 году были разработаны первые микропроцессорные комплекты.
В конце 1980 года IBM наконец-то решила выйти на быстроразвивающийся рынок дешевых ПК. 12 августа 1981 года с рождением IBM РС в мире микрокомпьютерной индустрии появился новый стандарт. С тех пор были проданы сотни миллионов РС-совмесгимых компьютеров, а на его основе выросло огромное семейство компьютеров и периферийных устройств. Программного обеспечения для этого семейства создано больше, чем для любой другой системы.
2.2. Принципы фон Неймана
Компьютер должен включать следующие устройства:
АЛУ — выполняет математические операции;
УУ — организует выполнение программ;
ОП — хранит программы и данные;
ВУ — осуществляют ввод-вывод данных и программ.
Современные компьютеры претерпели не существенные архитектурные изменения:
Процессор — АЛУ+УУ;
Сопроцессор — специализированный процессор для выполнения математических операций над вещественными числами;
Шина — единая информационная магистраль для обмена информацией между всеми устройствами;
Контроллер (адаптер) — электронная схема, управляющая внешним устройством;
Внешние устройства: монитор, клавиатура, жесткий диск, дисковод для гибких дисков, дополнительные устройства (принтер, мышь, лазерные диски — CD-ROM, чертежно-графический автомат, сканер, модем, мультимедиа и др.).
2.3 Представление информации в компьютере
Вся информация в компьютере представляется в числовой форме в двоичной системе счисления
Единицы измерения информации – бит,
8 бит – байт,
1024 байт – Кбайт (килобайт),
1024 Кбайт – Мбайт (мегабайт),
1024 Мбайт – Гбайт (гигабайт),
1024 Гбайт – Тбайт (терабайт) и т.д.
2.4. Программы для компьютеров
Этапы создания программы рассмотрим на примере решения квадратного уравнения:
1. Постановка задачи: решить уравнение .
2. Разработка алгоритма решения: .
3. Составление блок-схемы:
4. Написание программы на алгоритмическом языке и ее ввод в компьютер
5. Трансляция программы: перевод программы с алгоритмического языка в машинный код с помощью программы – транслятора (возможно с исправлением синтаксических ошибок (правила записи операторов) и повторной трансляцией).
6. Компоновка программы: добавление к коду программы кодов стандартных подпрограмм из библиотек стандартных подпрограмм.
7. Отладка программы: путем ее запуска и исправления семантических (смысловых) ошибок.
8. Эксплуатация программы.
2.5. Разновидности программ
Существуют:
— инструментальные системы – системы программирования, обеспечивающие создание новых программ;
Например, языки программирования: Ассемблер, Бэйсик, Фортран, Паскаль, Си и др., интегрированные системы (среды) разработки программного обеспечения – Microsoft Visual Studio, Borland Delphi, JBuilder и др.
— операционные системы – загружаются при включении компьютера, осуществляют диалог с пользователем, управляют компьютером и его ресурсами, запускают другие программы и следят за их выполнением;
— системные программы – выполняют различные вспомогательные функции:
— драйверы – программы, обеспечивающие работу внешних устройств;
— вспомогательные программы:
— упаковщики (для сжатия информации на дисках);
— антивирусы (для предотвращения заражения компьютера вирусами);
— коммуникационные программы (для организации обмена информацией между компьютерами);
— диагностики компьютеров (для тестирования компьютеров);
— оптимизации дисков (оптимизация размещения данных на дисках);
— динамического сжатия дисков (для увеличения количества хранимой на дисках информации);
— управления памятью (для более гибкого использования оперативной памяти);
— программы управления компьютерными сетями;
— системы электронной почты (для обмена информацией по телефонным каналам).
— прикладные программы – обеспечивают выполнение необходимых пользователям работ:
— редакторы текстов и графики;
— издательские системы;
— электронные таблицы;
— системы управления базами данных;
— системы автоматизированного проектирования;
— системы управления объектами;
— бухгалтерские и банковские системы и т.д.;
2.6. Операционные системы
Можно выделить шесть основных функций, которые выполняли классические операционные системы в процессе эволюции:
1. Планирование заданий и использования процессора.
2. Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.
3. Управление памятью.
4. Управление файловой системой.
5. Управление вводом-выводом.
6. Обеспечение безопасности
Классическая операционная система, к которым относится предок Windows MS DOS, состоит из следующих основных компонентов:
· компонентов для работы с файловой системой внешних накопителей;
· драйверов внешних устройств;
· пользовательского интерфейса.
2.7. Файл и файловая система
Файлом называется информация, хранящаяся на внешнем носителе и объединенная общим именем. Слово File до появления PC обозначала обыкновенную папку. Каждый файл занимает определенный фрагмент внешней памяти. При удалении файла удаляется только имя и информация внутри файла, а не слот памяти, в котором находится файл.
Практически во всех операционных системах имя файла состоит из двух частей — собственно имени и расширения. Расширение, как правило, указывает на то, какого рода информация хранится в данном файле.
В различных файловых системах различны ограничения на длину имен файлов и расширений. В MS DOS эти ограничения определялись “правилом 8-3”, т.е. 8 символом отводилось на имя файла и 3 на расширение. В операционных системах Windows не определено отдельных ограничений на длину имени файла и его расширения – есть только ограничение общей длины имени и расширения – 255 символов.
В других операционных системах понятие имя файла может отличаться от приведенного выше, а понятие расширения может вообще отсутствовать.
Файловая система (драйвер файловой системы) – это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая хранение и доступ к информации на внешнем носителе.
Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой.
Каталог – это поименнованная совокупность файлов и подкаталогов (т.е. вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня называется корневым. Он не вложен ни в какие другие каталоги. В каталоге хранится информация о файлах и подкаталогах — имя, размер, дата и время последнего обновления и т.п.
Путь к файлу – это последовательность, состоящая из имен каталогов, которые необходимо пройти, перемещаясь по дереву каталогов, начиная от текущего каталога, чтобы добраться до каталога, в котором непосредственно хранится файл.
Полное имя файла – это последовательно записанные имя диска, путь к файлу от корневого каталога и имя файла.
Для примера запишем полное имя файлов:
| Файл |
Путь |
Полное имя |
| nc.exe |
c:\nc\ |
c:\nc\nc.exe |
| diskedit.exe |
c:\nc\nu\ |
c:\nc\nu\diskedit.exe |
2.8. Пользовательский интерфейс
С помощью ОС пользователь может общаться с компьютером.
Пользовательский интерфейс – это совокупность средств и способов взаимодействия пользователя с операционной системой.
Пользовательские интерфейсы бывают текстовые и графические. Различия в них лежат в основе одной из классификаций операционных систем.
Текстовый пользовательский интерфейс представляет собой строку, в которой пользователь набирает различные команды.
Графический пользовательский интерфейс представляет собой совокупность графических объектов (картинок), с помощью которых пользователь общается с операционной системой.
После выхода в свет Windows 95 графический пользовательский интерфейс стал стандартом для многих приложений, а многие пользователи на сегодняшний день просто не представляют себе другого варианта работы на компьютере, кроме как с использованием графического пользовательского интерфейса Windows. Тем не менее, остались области в которых применение текстового пользовательского интерфейса является оптимальным и часть современных операционных систем использует его без потери в функциональности.
Многие вещи, которые стали стандартом во времена пользовательских интерфейсов, перекочевали в графические пользовательские интерфейсы. Самым распространенным стандартом стали маски. Маски применяются для упрощения работы с однородной информацией.
С помощью символов “*” и “?” задается шаблон для выбора файлов. Символ “*” означает “любой набор символов”; символ “?” — ”любой один символ”. Таким образом запись “*.*” означает “все файлы всех типов”; запись “а*.txt” означает “все файлы с расширением .txt, начинающиеся с буквы “а”.
Примеры стандартных команд операционной системы MS DOS:
| Команда |
Описание |
Пример |
Пояснение |
| DIR |
Осуществляет просмотр текущего каталога |
dir work |
просмотр каталога work на текущем диске |
| MKDIR (MD) <имя каталога> |
Создает новый каталог в любом уже существующем или корневом каталоге |
C:\ABC\>md work |
создание подкаталога work в каталоге АВС |
| RMDIR (RD) <имя каталога> |
Удаляет указанный каталог |
rd work |
удаление каталога work |
| CHDIR (CD) <имя каталога> |
Смена текущего каталога |
cd work |
переход в подкаталог work, который находится в текущем каталоге |
| COPY <что копировать> <куда копировать> |
Копирование файлов |
A:\> copy abc.txt c:\work\ |
копировать файл abc.txt с дискеты на винчестер в каталог work; |
| RENAME (REN) <старое имя или шаблон> <новое имя или шаблон> |
Переименование файлов |
ren a:*.txt *.doc |
переименовать все файлы с расширением .txt в файлы с расширением .doc |
| DEL <что удалять> |
Удаление файлов и каталогов |
del work\*.bak |
удалить в подкаталоге work все файлы с расширением .bak; |
| TYPE <имя файла> |
Просмотр содержимого файла на экране |
type abc.txt |
вывод содержимого файла abc.txt на экран |
| FORMAT <имя диска> |
Форматирование дисков |
format a: |
форматировать дискет на устройстве а: |
| !!! С помощью команд MS-DOS выполните команду dir /? и изучите все шаблоны команды. Научитесь пользоваться командой для просмотра каталогов |
| !!! С помощью команд MS-DOS создайте свой подкаталог |
| !!! С помощью команд MS-DOS удалите созданный вами подкаталог |
| !!! С помощью команд MS-DOS выполните переход в родительский каталог |
| !!! Выполните команду copy /? и изучите все шаблоны команды. Используйте команду для вывода файла на экран |
3.Оборудование для лабораторной работы.
Персональный IBM PC — совместимый компьютер, подключенный в одноранговую локальную вычислительную сеть под управлением Windows XP.
4. Порядок выполнения работы.
1. Прочитать п.2 настоящего руководства и выполнить предписанные в нем действия.
2. Закрепить полученные знания, ответив на вопросы для самотестирования. |
