Порт FireWire

IEЕЕ 1394, или FireWire, — это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Благодаря невысокой цене и большой скорости передачи данных эта шина становится новым стандартом шины ввода/вывода для персонального компьютера. Ее изменяемая архитектура и одноранговая топология делают FireWire идеальным вариантом для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени.

Позиция 14 Схема взаимодействия процессора и ОЗУ

 

 

Вопросы для самостоятельного изложения

Назовите две основные части процессора. Опишите их функции

.

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

· арифметико-логическое устройство;

· шины данных и шины адресов;

· регистры;

· счетчики команд;

· кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

· математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические операции (например, логическое И). Кэш-память предназначена для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Обычно все регистры одинакового размера. Каждый регистр содержит одно число, которое ограничивается размером регистра. Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора. Счетчик команд указывает, какую команду нужно выполнять дальше. Название "счетчик команд" не соответствует действительности, поскольку он ничего не считает, но этот термин употребляется повсеместно. Регистр команд – содержит команду, выполняемую в данный момент. У большинства компьютеров имеются и другие регистры, одни из них многофункциональны, другие выполняют только какие-либо специфические функции. Сопроцессор - кристалл, ориентирован на работу с числами с плавающей запятой.

Что такое регистры? Опишите их функции.

Регистр - это ячейка памяти внутри процессора. Например, процессор может складывать числа, записанные в двух разных регистрах, а результат записывать в третий регистр. Разрядность регистров описывает разрядность обрабатываемых процессором данных. Разрядность регистров определяет также характеристики программного обеспечения и команд, выполняемых процессором. Процессоры с 32-разрядными внутренними регистрами могут выполнять 32-разрядные команды, которые обрабатывают данные 32-разрядными порциями, а процессоры с 16-разрядными регистрами этого делать не могут. Во всех современных процессорах внутренние регистры являются 32-разрядными.

Разные регистры процессора имеют разное назначение. Для сохранения данных и результатов используются регистры данных . Для хранения адреса команды - счётчик команд. Для хранения команды - регистр команд. Для хранения адреса данных адресный регистр. Существуют специальные регистры для самопроверок процессора, например флажковый.

Что собой представляет шина компьютера? Каковы функции системной шины?

Системная шина предназначена для организации обмена информацией между всеми компонентами компьютера. Все основные блоки персонального компьютера подсоединены к системной шине.

Основной функцией системной шины является обеспечение взаимодействия между центральным процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По проводникам этой шины осуществляется передача данных, их адресов, а также управляющей информации.

Системная шина физически представляет собой набор проводников, объединяющих основные узлы системной платы. От типа системной шины, так же как и от типа процессора, зависит скорость обработки информации персональным компьютером.

К основным характеристикам системной шины относятся тактовая частота и разрядность канала связи. Современный компьютер имеет системную шину 32 и 64 бита. Такая разрядность шины данных позволяет значительно повысить скорость обмена информацией, а увеличение разрядности адресной шины обеспечивает возможность обращения к большему объему оперативной памяти.

Каков минимальный размер ячейки оперативной памяти, имеющей собственный адрес? Поясните, почему так принято?

Минимальный элемент памяти - бит или разряд способен хранить минимально возможный объем информации - одну двоичную цифру. Бит очень маленькая информационная единица, поэтому биты в памяти объединяются в байты - восьмерки битов, являющиеся ячейками памяти. Все ячейки памяти пронумерованы. Номер ячейки называют ее адресом. Зная адрес ячейки можно совершать две основные операции:

1. прочитать информацию из ячейки с определенным адресом;

2. записать информацию в байт с определенным адресом.

Что такое разрядность шины? Как разрядность адресной шины связана с максимально допустимым объемом оперативной памяти?

Разрядность шины - то есть число одновременно передаваемых по ней бит информации, то есть количество элементарных операций по посылке и принятию информации за единицу времени. Разрядность шины данных и адресной шины на одном компьютере может быть различна. В современных компьютерах наиболее часто используются шины данных с разрядностью 32 и 64 и адресные шины с разрядностью 32. Разрядностью адресной шины определяется величина адресного пространства, то есть максимальное количество доступных процессору ячеек памяти.

Для чего в процессоре нужна кэш-память? В чем ее особенность?

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Что такое разрядность процессора и чем она определяется?

Под разрядностью обычно понимают число одновременно обрабатываемых процессором битов. Формально эта величина есть количество двоичных разрядов в регистрах процессора и для современных моделей она равна 32.

Позиция 15 Шинная архитектура

Вопросы для самостоятельного изложения

Каковы главные требования, предъявляемые к системной шине?

Системная шина — это набор проводников (металлизированных дорожек на материнской плате), по которым передается информация в виде электрических сигналов.

Чем выше тактовая частота системной шины, тем быстрее будет осуществляться передача информации между устройствами и, как следствие, увеличится общая производительность компьютера, т. е. повысится скорость компьютера.

В персональных компьютерах используются системные шины стандартов ISA, EISA, VESA, VLB и PCI. ISA, EISA, VESA и VLB, которые в настоящее время являются устаревшими и не выпускаются на современных материнских платах. Сегодня самой распространенной является шина PCI. Существуют и специализированные шины, например внутренние шины процессоров или шина для подключения видеоадаптеров — AGP. Все стандарты различаются как по числу и использованию сигналов, так и по протоколам их обслуживания.

Шина входит в состав материнской платы, на которой располагаются ее проводники и разъемы (слоты) для подключения плат адаптеров устройств (видеокарты, звуковые карты, внутренние модемы, накопители информации, устройства ввода/вывода и т. д.) и расширений базовой конфигурации (дополнительные пустующие разъемы).

Существуют 16- и 32-разрядные, высокопроизводительные (VESA, VLB, AGP и PCI с тактовой частотой более 16 МГц) и низкопроизводительные (ISA и EISA с тактовой частотой 8 и 16 МГц) системные шины. Шины, разработанные по современным стандартам (VESA, VLB и PCI), допускают подключение нескольких одинаковых устройств, например нескольких жестких дисков, а шина PCI обеспечивает самоконфигурируемость периферийного (дополнительного) оборудования — поддержку стандарта Plug and Play, исключающего ручную конфигурацию аппаратных параметров периферийного оборудования при его изменении или наращивании. Операционная система, поддерживающая этот стандарт, сама настраивает оборудование, подключенное по шине PCI, без вмешательства пользователя. Имеются как 64-разрядные расширения шины PCI, так и 32-разрядные, работающие на частоте 66 МГц.

Почему видеоадаптер имеет преимущество по подключению к системной шине по сравнению с другими устройствами?

Видеосистема - самая требовательная к пропускной способности шины обмена, и для видеоконтроллеров разработана специальная шина, которая называется AGP (Advanced Graphics Port).

Какую функцию выполняют контроллеры?

Контроллер прерываний (англ. Programmable Interrupt Controller, PIC) — микросхема или встроенный блок процессора, отвечающий за возможность последовательной обработки запросов на прерывание от разных устройств. Системный контроллер — компонент чипсета, организующий взаимодействие процессора с оперативной памятью и формирующий компьютерную платформу.

Укажите назначение шины AGP.

AGP (Advanced Graphics Port) -шина для подключения видеоадаптеров.

Укажите назначение шины PCI

.

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) - шина соединения периферийных компонентов, являющаяся мостом между системной шиной процессора и шиной ввода/вывода ISA.

Укажите назначение шины IDE

.

IDE (Integrated Drive Electronics) - это интерфейс, обеспечивающий передачу данных между жестким диском и системой.

Существует несколько интерфейсов IDE в зависимости от используемой шины:

1. ATA IDE (шина ISA, 16-разрядная);

2. XT IDE (шина ISA, 8-разрядная);

3. MCA IDE (шина MCA, 16-разрядная).

Укажите назначение шины USB и ее достоинства.

USB (англ. Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике.

Достоинства:

- Периферийные устройства, с поддержкой USB при подключении к компьютеру автоматически распознаются системой, (в частности, программное обеспечение драйвера и пропускную способность шины), и готовы к работе без вмешательства пользователя. Устройства с небольшим энергопотреблением (до 500мА) могут не иметь своего блока питания и запитываться непосредственно от шины USB.

- Благодаря использованию USB отпадает необходимость снятия корпуса компьютера для установки дополнительных периферийных устройств, а также необходимость выполнения сложных настроек при их установке.

- USB устраняет проблему ограничения числа подключаемых устройств. При использовании USB с компьютером может одновременно работать до 127 устройств.

- USB позволяет выполнять "горячее" (оперативное) подключение. При этом не требуется предварительное выключение компьютера, затем подключение устройства, перезагрузка компьютера и настройка установленных периферийных устройств. Для отключения периферийного устройства не требуется выполнять процедуру, обратную описанной.

USB позволяет фактически реализовать все преимущества современной технологии "plug and play" ("включай и работай"). Устройства, разработанные для USB 1.x могут работать с контроллерами USB 2.0. и USB 3.0

При подключении периферийного устройства вырабатывается аппаратное прерывание и управление получает драйвер HCD (Host Controller Driver) контроллера USB (USB Host Controller - UHC ), который на сегодняшний день интегрирован во все выпускаемые чипсеты материнских плат. Он опрашивает устройство и получает от него идентификационную информацию, исходя из которой управление передается драйверу, обслуживающему данный тип устройств. UHC контроллер имеет корневой (root) концентратор (Hub), обеспечивающий подключение к шине устройств USB.

Позиция 16 Программное обеспечение

.

	Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.
	Совокупность программных средств компьютера образует его программную конфигурацию. Для каждой компьютерной системы она формируется индивидуально в соответствии с теми задачами, которые данная система решает.
	Генеральной целью создания и применения компьютерных программ всегда является управление устройствами.

Вопросы для самостоятельного изложения

Приведите примеры языков программирования высокого и низкого уровня.

Язык низкого уровня: Assembler;

Языки высокого уровня: Basic, C, Java, Pascal.

Напишите пример какой-либо команды на одном из языков программирования и поясните составные элементы этой команды.

A:=2;

Присвоить переменной A значение 2. A – имя переменной, (:=) – оператор присваивания, 2 – целое число.

Что такое открытый программный код

?

Открытый программный код - исходный код программ, доступный для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы, использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок — через заимствование исходного кода, если это позволяет совместимость лицензий, или через изучение использованных алгоритмов, структур данных, технологий, методик и интерфейсов (поскольку исходный код может существенно дополнять документацию, а при отсутствии таковой сам служит документацией).

Что такое команда? Что описывает команда?

Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер.

В общем случае, команда содержит:

- код выполняемой операции;

- указания по определению операндов (или их адресов);

- указания по размещению получаемого результата.

Каким образом процессор при выполнении программы осуществляет выбор очередной команды?

Процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм полезной работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки аппаратного прерывания.

Последовательность выполнения команды процессором:

- Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;

- выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности;

- процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;

- если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;

- снова выполняется с первого пункта.

Что такое лицензия? Какие типы лицензий применяются в настоящее время?

Лице́нзия на програ́ммное обеспе́чение — это правовой инструмент, определяющий использование и распространение программного обеспечения, защищённого авторским правом. Обычно лицензия на программное обеспечение разрешает получателю использовать одну или несколько копий программы, причём без лицензии такое использование рассматривалось бы в рамках закона как нарушение авторских прав издателя. По сути, лицензия выступает гарантией того, что издатель ПО, которому принадлежат исключительные права на программу, не подаст в суд на того, кто ею пользуется.

Лицензии на программное обеспечение в целом делятся на две большие группы: несвободные (собственнические, они же проприетарные; и полусвободные) и лицензии свободного и открытого ПО. Их различия сильно влияют на права конечного пользователя в отношении использования программы.

Проприетарные лицензии.

Основной характеристикой проприетарных лицензий является то, что издатель ПО в лицензии даёт разрешение её получателю использовать одну или несколько копий программы, но при этом сам остаётся правообладателем всех этих копий. Одно из следствий такого подхода заключается в том, что практически все права на ПО остаются за издателем, а пользователю передаётся лишь очень ограниченный набор строго очерченных прав. Для проприетарных лицензий типично перечисление большого количества условий, запрещающих определённые варианты использования ПО, даже тех, которые без этого запрета были бы разрешены законом об авторском праве. Хорошим примером проприетарной лицензии может служить лицензия на Microsoft Windows, которая включает большой список запрещённых вариантов использования, таких как обратная разработка, одновременная работа с системой нескольких пользователей и распространение тестов её рабочих характеристик.

Наиболее значительным следствием применения проприетарной лицензии является то, что конечный пользователь обязан принять её, так как по закону владельцем ПО является не он, а издатель программы. В случае отказа принять лицензию пользователь вообще не может работать с программой.

Лицензии свободного и открытого ПО.

В отличие от проприетарных, свободные и открытые лицензии не оставляют права на конкретную копию программы её издателю, а передают самые важные из них (составляющие 4 свободы по определению Фонда СПО, или попадающие под другое определение свободного или открытого ПО) конечному пользователю, который и становится владельцем. В результате пользователь по умолчанию получает важные права, которые закон об авторском праве по умолчанию даёт только владельцу копии, однако все авторские права на ПО по-прежнему остаются у издателя. Примером свободной лицензии является GNU General Public License (GPL), которая даёт пользователю право самому распространять ПО под этой лицензией, участвовать в его обратной разработке или изменять другими способами. Тем не менее, перечисленные права обязывают пользователя ПО под GPL подчиняться определённым правилам, например, любые изменения программы, сделанные пользователем и распространённые дальше, должны сопровождаться исходным кодом этих изменений (см. копилефт).

Главной отличительной чертой свободных лицензий является то, что они совершенно не ограничивают личное пользование — пользователь волен принимать или не принимать их: работать с программой он может и без лицензии. Однако если ему требуется какое-либо из дополнительных прав, которые даёт лицензия (например, на распространение ПО, или предоставление доступа к нему по сети [пример — Affero General Public License]), он обязан принять лицензию и действовать в её рамках.

На каком языке представляются коды программ в процессоре? Объясните почему именно так.

Коды программ в процессоре представляются в машинном коде, так как процессор может работать только с числами.

Позиция 17 Уровни программного обеспечения

Классификация программ по функциональному уровню

Вопросы для самостоятельного изложения

Укажите назначение базовой системы ввода-вывода (BIOS). В каком разделе памяти она размещается и когда начинает выполняться?

BIOS (англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода») — реализованная в виде микропрограмм часть системного программного обеспечения, которая предназначается для обеспечения операционной системы API доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам.

В персональных IBM PC-совместимых компьютерах, использующих микроархитектуру x86, BIOS представляет собой набор записанных в микросхему EEPROM (ПЗУ) персонального компьютера микропрограмм (образующих системное программное обеспечение), обеспечивающих начальную загрузку компьютера и последующий запуск операционной системы.

Назначение BIOS материнской платы.

1) Инициализация и проверка работоспособности аппаратуры.

Бо́льшую часть BIOS материнской платы составляют микропрограммы инициализации контроллеров на материнской плате, а также подключённых к ней устройств, которые в свою очередь могут иметь управляющие контроллеры с собственными BIOS.

Сразу после включения питания компьютера, во время начальной загрузки компьютера, при помощи программ записанных в BIOS, происходит самопроверка аппаратного обеспечения компьютера — POST (Power On Self-Test). В ходе POST BIOS проверяет работоспособность контроллеров на материнской плате, задаёт низкоуровневые параметры их работы (например, частоту шины и параметры центрального микропроцессора, контроллера оперативной памяти, контроллеров шин FSB, AGP, PCI, USB). Если во время POST случился сбой, BIOS может выдать информацию, позволяющую выявить причину сбоя. Если нет возможности вывести сообщение на монитор, BIOS издаёт звуковой сигнал через встроенный динамик.

2) Загрузка операционной системы.

Если POST удался, BIOS ищет на доступных носителях загрузчик операционной системы и передаёт управление операционной системе. Операционная система по ходу работы может изменять большинство настроек, изначально заданных в BIOS.

В некоторых реализациях BIOS позволяет производить загрузку операционной системы через интерфейсы, изначально для этого не предназначенные (USB и IEEE 1394) а также производить загрузку по сети (применяется, например, в так называемых «тонких клиентах»).

Поясните, по какому принципу, и с какой целью компьютерные программы подразделяются по функциональному уровню?

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое деление удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но зато позволяет установить системное программное обеспечение.

Укажите основные функции служебных программ.

Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

Что такое драйвер устройства? К какому уровню программного обеспечения относятся драйверы устройств?

Дра́йвер (англ. driver, мн. ч. дра́йверы[1]) — это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер[2]. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

Драйверы относятся к системному программному обеспечению.

Позиция 18 Классификация прикладных программ

Вопросы для самостоятельного изложения

Что объединяет все виды прикладных программ?

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк — от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Какой класс задач решают с помощью

текстовых процессоров?

Текстовые процессоры позволяют вводить, редактировать и форматироватьтексты. К основным средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих итоговый документ, а к дополнительным — средства автоматизации процесса форматирования.

Говоря о форматировании документов средствами текстовых процессоров, надо иметь в виду два принципиально разных направления: форматирование документов, предназначенных для печати, и форматирование электронных документов, предназначенных для отображения на экране. Приемы и методы в этих случаях существенно различаются. Соответственно, различаются и текстовые процессоры, хотя многие из них успешно сочетают оба подхода.

Какой класс задач решают с помощью

электронных таблиц?

Электронные таблицы предоставляют комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки. В некоторой степени они аналогичны системам управления базами данных, но основной акцент смещен не на хранение массивов данных и обеспечение к ним доступа, а на преобразование данных, причем в соответствии с их внутренним содержанием.

В отличие от баз данных, которые обычно содержат широкий спектр типов данных (от числовых и текстовых до мультимедийных), для электронных таблиц характерна повышенная сосредоточенность на числовых данных. Зато электронные таблицы предоставляют более широкий спектр методов для работы с данными числового типа.

Основное свойство электронных таблиц состоит в том, что при изменении содержания любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержания во всех прочих ячейках, связанных с измененными соотношением, заданным математическими или логическими выражениями (формулами). Простота и удобство работы с электронными таблицами снискали им широкое применение в сфере бухгалтерского учета, в качестве универсальных инструментов анализа финансовых, сырьевых и товарных рынков, то есть всюду, где необходимо автоматизировать регулярно повторяющиеся вычисления достаточно больших объемов числовых данных.

Какой класс задач решают с помощью систем управления базами данных?

Базами данных называют огромные массивы данных, организованных в табличные структуры. Основными функциями систем управления базами данных являются;

- создание пустой (незаполненной) структуры базы данных;

- предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;

- обеспечение возможности доступа к данным, а также предоставление средств поиска и фильтрации.

Многие системы управления базами данных дополнительно предоставляют возможности проведения простейшего анализа данных и их обработки. В результате возможно создание новых таблиц баз данных на основе имеющихся. В связи с широким распространением сетевых технологий к современным системам управления базами данных предъявляется также требование возможности работы с удаленными и распределенными ресурсами, находящимися на серверах всемирной компьютерной сети.

Какой класс задач решают с помощью редакторов презентаций?

Редактор презентаций позволяет создавать красочные и впечатляющие электронные презентации различных проектов.

Позиция 19 Операционные системы и их функции.

Вопросы для самостоятельного изложения

Что такое «ядро» операционной системы? Что входит в состав ядра операционной системы?

Ядро́ — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

По сути дела, операционная система это обычная программа, поэтому было бы логичным и организовать его так же, как устроено большинство программ, то есть составить из процедур и функций. В этом случае компоненты операционной системы являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы. Такая структура операционной системы называется монолитным ядром (monolithic kernel). Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме. Таким образом, монолитное ядро это такая схема операционной системы, при которой все ее компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путем непосредственного вызова процедур. Для монолитной операционной системы ядро совпадает со всей системой.

Во многих операционных системах с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется отдельно для каждого компьютера, на который устанавливается операционная система. При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро. Так как ядро является единой программой, перекомпиляция это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользуемые. Следует отметить, что присутствие в ядре лишних компонентов крайне нежелательно, так как ядро всегда полностью располагается в оперативной памяти. Кроме того, исключение ненужных компонент повышает надежность операционной системы в целом.

Монолитное ядро старейший способ организации операционных систем. Примером систем с монолитным ядром является большинство Unix-систем.

В чем заключается диалоговый режим работы операционной системы, на чем он основан? Какой режим работы операционной системы предшествовал диалоговому, в чем его сущность?

Диалоговый режим работы ОС происходит в форме:

<приглашение> - <команда>.

ОС выводит на экран приглашение в какой-то определенной форме. В ответ пользователь отдает команду, определяющую, что он хочет от машины. Это может быть команда на выполнение новой прикладной программы, команда на выполнение какой-нибудь операции с файлами (удалить файл, скопировать и пр.), команда сообщить текущее время или дату и пр. Выполнив очередную команду пользователя, операционная система снова выдает приглашение.

Операционная система может выполнять запросы пользователей в пакетном или диалоговом режиме или управлять устройствами в реальном времени. В соответствии с этим различают операционные системы пакетной обработки, разделения времени и диалоговые.

1. Операционные системы пакетной обработки – это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.

В ранних операционных системах пакетного режима функции пользовательского интерфейса были сведены к минимуму и не требовали наличия терминала. Команды языка управления заданиями набивались на перфокарты, а результаты выводились на печатающее устройство.

2. Операционные системы разделения времени. Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.

Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае “пользователями” являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.

3. Операционные системы реального времени. Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т. е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой. Операционные системы реального времени используются в информационно– поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.

Какой механизм управления устройствами позволил реализовать графические операционные системы ? В чем преимущество этого механизма?

Если операционная система поддерживает графический пользовательский интерфейс, то упрощается ввод команд пользователем. Для выполнения нужного действия пользователь с помощью мыши или другого манипулятора выбирает на экране нужный пункт меню или графический символ.

Чем определяется выбор операционной системы при установке ее на компьютер?

Выбор операционной системы определяется сферой применения компьютера. Операционные системы для серверов и других компьютеров спец. назначения отличаются от операционных систем персональных компьютеров по многим параметрам и выполняемым задачам.

В каких случаях предпочтительнее использовать операционную систему UNIX

?

В настоящее время UNIX-системы используются в основном на серверах, а также как встроенные системы для различного оборудования. На рынке ОС для рабочих станций и домашнего применения лидером является Microsoft Windows, UNIX занимает только второе (Mac OS X), третье (GNU/Linux) и многие последующие места.

UNIX-системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения. Также, в ходе разработки Unix-систем был создан язык Си.

В чем основное преимущество операционной системы Linux?