в) интерфейс SILK (Speech Image Language Knowledge), который характеризуется использованием речевых команд при взаимо
действии пользователя ПК и приложений. Это разновидность ОС в настоящий момент находится в стадии своего развития;
2) классификация ОС по режиму обработки задач:
а) ОС, обеспечивающие однопрограмм–ный режим, – способ организации вычислений, когда в один момент времени они способны выполнять только одну задачу (например, MS–DOS);
б) ОС, обеспечивающие мультипрограммный режим, – способ организации вычислений, когда на однопроцессорной машине создается видимость выполнения нескольких программ. Различие между мультипрограммным и мультизадачным режимом заключается в том, что в мультипрограммном режиме обеспечивается параллельное выполнение нескольких приложений, при этом пользователь не должен заботиться об организации их параллельной работы, эти функции на себя берет ОС. В мультизадачном режиме забота о параллельном выполнении и взаимодействии приложений ложится на прикладных программистов;
3) классификация ОС по поддержке многопользовательского режима:
а) однопользовательские ОС, например MS–DOS, ранние версии Windows и OS/2;
б) многопользовательские (сетевые) ОС, например Windows NT Windows 2000, Unix.
Основное отличие многопользовательских ОС от однопользовательских ОС – наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
8 СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Системы программирования – это совокупность различного рода программ, которые используются для автоматизации процесса программирования сценариев работы электронных вычислительных машин (ЭВМ).
Основная задача систем программирования – это автоматическая трансляция (перевод) текста сценария программы с входного языка высокого уровня на язык, понятный ЭВМ (язык программирования).
Язык программирования – это строго определенный набор правил, характеризующий систему алгоритмов, лежащих в основе составляемой программы.
Реализация языка программирования (транслятор) – это системная программа, которая переводит (транслирует) записи на языке высокого уровня в последовательность машинных команд, понятных ЭВМ.
Существуют два основных транслятора языка программирования – интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретаторы последовательно анализируют по одному оператору программы, превращая при этом каждую синтаксическую конструкцию, записанную на языке высокого уровня, в машинные коды и выполняя их построчно.
Компиляторы переводят текст программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды в ходе непрерывного процесса, создавая, таким образом, конечную программу, которую затем ЭВМ выполняет целиком без участия компилятора.
Все существующие системы программирования делятся на машинно–ориентированные и машинно–независимые системы.
Машинно–ориентированные системы – это системы, в которых язык программирования, наборы операторов и изобразительные средства существенно зависят от особенностей архитектуры компьютера. Машинно–ориентированные системы используют машинно–зависимые языки программирования. Недостаток машинно–ориентированных систем заключается в сложности процесса написания программы.
Машинно–ориентированные языки по степени автоматизации программирования делятся на:
1) машинные языки – это командные языки, которые имеет каждый отдельный компьютер;
2) языки символического кодирования – это языки, которые, как и машинные языки, являются командными;
3) автокоды – это языки, которые включают в себя все возможности языков символического кодирования через использование макрокоманд.
Макрокоманда – это часто использующаяся командная последовательность, соответствующая определенной процедуре преобразования информации.
Ассемблеры – это развитые автокоды;
4) макрос – это язык, который выступает средством замены определенной последовательности символов, описывающих сценарии действий ЭВМ при решении той или иной задачи, на более сжатую форму. Машинно–независимые системы – это системы, в которых используются высокоуровневые языки программирования.
9 КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО УРОВНЯ
Высокоуровневые языки программирования применяются в машинно–независимых системах программирования. Данные системы программирования по сравнению с машинно–ориентированными системами являются более простыми в использовании.
Языки программирования высокого уровня делятся на следующие виды:
1) процедурно–ориентированные языки, предназначенные для записи процедур или алгоритмов обработки информации для каждого определенного круга задач:
а) язык Фортран (Fortran), название которого переводится как Formulae Translation – "преобразование формул". Фортран является одним из старейших языков программирования высокого уровня. Столь длительное его существование объясняется простотой структуры данного языка;
б) язык Бейсик (Basic), название которого расшифровывается как "B eginner\'s A ll–purpose S ymbolic I nstruction C ode" (BASIC) – "многоцелевой символический обучающий код для начинающих", был создан в 1964 г. как язык для обучения программированию;
в) язык Си (С), разработанный в 1970–е гг. как язык системного программирования специально для написания операционной системы UNIX. В 1980–е гг. на основе языка С был разработан язык С++, который практически включает язык С и дополнен средствами объектно–ориентированного программирования;
г) язык Паскаль (Pascal), названный в честь французского ученого Б. Паскаля, был разработан в 1968-1971 гг. Н. Виртом.
Первоначально Паскаль создавался для обучения программированию, однако со временем стал широко использоваться для разработки программных средств в профессиональном программировании;
2) проблемно–ориентированные языки, предназначенные для решения целых классов новых задач, возникших в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники:
а) язык Лисп (Lisp – L ist I nformation S ymbol P rocessing), изобретенный в 1962 г. Дж. Мак–карти как средство для работы со строками символов. Лисп используется в экспертных системах, системах аналитических вычислений и т.п.;
б) язык Пролог (Prolog – Pro gramming in Log ic), предназначенный для логического программирования в системах искусственного интеллекта;
3) объектно–ориентированные языки, которые на сегодняшний день являются наиболее бурно развивающимися. Большинство из этих языков представляет собой развитые версии процедурных и проблемных языков, но программирование с помощью языков данной группы является более наглядным и простым. Среди наиболее популярных объектно–ориентированных языков выделяют:
а) Visual Basic (~ Basic);
б) Delphi (~ Pascal);
в) Visual Fortran (~ Fortran);
г) С++ (" С);
д) Prolog++ (~ Prolog).
10 ПРОЦЕДУРНО–ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Процедурно–ориентированные языки используются как средство записи процедур или алгоритмов обработки информации для каждого определенного круга задач. Они являются одной из основных разновидностей языков программирования высокого уровня. Среди наиболее популярных процедурно–ориентированных языков можно выделить:
1) язык Фортран (Fortran), название которого переводится как Formulae Translation – "преобразование формул". Первые сообщения, посвященные данному языку, были опубликованы в 1956 г. специалистами фирмы "IBM". Первоначальный вариант Фортрана в последующие годы не раз модифицировался и продолжает изменяться и в настоящее время. Столь длительное его существование объясняется простотой структуры языка. Вначале Фортран создавался как язык программирования в сфере научных и инженерно–технических вычислений. Однако его преимущество заключается в том, что на этом языке также легко описываются задачи с разветвленной логикой, некоторые экономические задачи и особенно задачи редактирования (составление таблиц, сводок, ведомостей и т.д.). Фортран положен в основу других языков программирования высокого уровня (например, Бейсика);
2) язык Бейсик (Basic), чье название расшифровывается как "B eginner\'s A ll–purpose S ymbolic I nstruction C ode" (BASIC) – "многоцелевой символический обучающий код для начинающих", был создан в 1964 г. как язык для обучения программированию. Бейсик по своим возможностям не уступает Фортрану, а по некоторым параметрам даже превосходит его;
3) язык Си (С), созданный в 1970–е гг. сотрудником лаборатории Bell Labs Д. Ритчи. Си разрабатывался как специальный язык системного программирования для написания операционной системы UNIX ( первоначально реализованной на ассемблере). Эффективность, экономичность и переносимость данного языка обеспечивают хорошее качество разработки практически любого вида программного продукта. Использование Си как инструментального языка позволяет получать быстрые и компактные программы. Во многих случаях программы, написанные на Си, сравнимы по скорости с программами, написанными на языке ассемблера, но создаются они гораздо быстрее. В 1980–е гг. на основе С был разработан язык С++, который практически включает язык С, а также средства объектно–ориентированного программирования;
4) язык Паскаль (Pascal), названный в честь французского ученого Б. Паскаля, был разработан в 1968-1971 гг. Н. Виртом. Изначально Паскаль создавался для обучения программированию, однако в дальнейшем стал широко использоваться для разработки программных средств профессиональными программистами.
11 ПРОБЛЕМНО–ОРИЕНТИРОВАННЫЕ И ОБЪЕКТНО–ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Одной из разновидностей языков программирования высокого уровня являются проблемно–ориентированные языки, которые возникли в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники и возникновением целых классов новых задач, требующих решения. Языки данной группы позволяют программисту четко и коротко сформулировать задачу, а программы, написанные на основе этих языков, составлены соответственно в терминах решаемой задачи. К основным проблемно–ориентированным языкам можно отнести:
1) язык ЛИСП (Lisp – L ist I nformation S ymbol P rocessing), который был изобретен в 1962 г. Дж. Маккарти. Благодаря лИСПу возникла совершенно новая для программистов область деятельности – "искусственный интеллект". В настоящее время лИСП применяется в экспертных системах, системах аналитических вычислений и т.п.;
2) язык Пролог (Prolog – Pro gramming in Log ic), возникший как язык логического программирования для систем искусственного интеллекта. В основе Пролога лежат средства логического вывода, решающие запросы с использованием заданной базы фактов и правил, к которым обращаются как к утверждениям. Концепция объектно–ориентированного программирования основывается на том, что в основе управления процессом реализации программы лежит передача сообщений объектам.
Исходя из этого можно определить следующие характерные свойства объектно–ориентированных языков программирования:
1) свойство абстракции, т.е. наличия формального представления о качествах или свойствах предмета путем мысленного удаления некоторых частностей или материальных объектов;
2) свойство инкапсуляции, т.е. наличия механизма, связывающего вместе код и данные, которыми он манипулирует, и защищающего их от внешних помех и некорректного использования;
3) свойство наследования, т.е. наличия процесса, с помощью которого один объект приобретает свойства другого, т.е. свойство иерархической классификации;
4) свойство полиморфизма, т.е. наличия возможности использовать один и тот же интерфейс для общего класса действий.
По сравнению с процедурно–ориентированными и проблемно–ориентированными языками программирования объектно–ориентированные языки характеризуются намного более дружелюбным пользовательским интерфейсом. Программирование с помощью языков данной группы является более наглядным и простым, хотя они и являются развитыми версиями процедурных и проблемных языков. К объектно–ориентированным языкам относятся:
1) Visual Basic (~ Basic);
2) Delphi (~ Pascal);
3) Visual Fortran (~ Fortran);
4) С++ (" С);
5) Prolog++ (~ Prolog).
12 ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Прикладное программное обеспечение (ППО) – это совокупность программных продуктов, представляющих интерес для пользователей и предназначенных для решения повседневных задач обработки информации.
Пакет прикладных программ (ППП) – это любой комплекс программ, ориентированный на решение некоторого класса задач.
Все ППО делится на средства проектирования и средства использования.
Средства проектирования – это ППО, предназначенное для создания информационных систем и применяющееся на рабочих местах специалистов различных профилей:
1) системы управления базами данных (СУБД), предназначенные для создания, сопровождения и использования баз данных;
2) системы автоматизированного проектирования (САПР), предназначенные для решения задач черчения и конструирования различных механизмов с помощью ПК;
3) системы электронного документооборота, предназначенные для обеспечения безбумажного обращения документов на предприятиях;
4) информационные хранилища (банки данных, банки знаний), предназначенные для хранения больших объемов накопленной информации;
5) географические информационные системы, предназначенные для моделирования процессов развития и управления различными природными ресурсами, геологической разведкой и т.д.
Средства использования – это ППО, предназначенное для обработки различного рода информации:
1) текстовые процессоры и текстовые редакторы, предназначенные для ввода, редактирования и подготовки к печати любых документов;
2) табличные процессоры, предназначенные для создания электронных таблиц и выполнения действий над данными, содержащимися в этих таблицах;
3) графические процессоры, предназначенные для создания и редактирования графических объектов, мультфильмов и другой анимации на экране компьютера;
4) интегрированные ППП, предназначенные для создания единой деловой среды;
5) ППП методов анализа, предназначенные для решения задач анализа в определенной области;
6) телекоммуникационные и сетевые программы, предназначенные для обслуживания глобальных и локальных сетей, программы для электронной почты;
7) совокупность экономических ППП, предназначенных для использования специалистами, работающими в экономической сфере;
8) обучающие и тестирующие программы, предназначенные для получения новых знаний, для тестирования по различным дисциплинам и т.д.;
9) мультимедийные пакеты программ, предназначенные для создания, редактирования и прослушивания музыки, просмотра и обработки видео, вспомогательные программы (кодеки), игры;
10) совокупность прикладных программ, предназначенных для записи и диагностики CD–R/RW и DVD–R/RW дисков.
13 ПОНЯТИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ. ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
Конец ХХ в. характеризуется появлением и бурным развитием сетевых технологий. Столь большой интерес к этому виду компьютерных технологий объясняется необходимостью ускорения обмена различного рода информацией между пользователями, находящимися на расстоянии друг от друга. Вычислительные сети являются на настоящий момент одной из наиболее популярных разновидностей сетевых технологий.
Вычислительной сетью называется совокупность компьютеров, которые соединены посредством определенных линий связи.
Вычислительные сети делятся на три основных класса:
1) локальные вычислительные сети, или ЛВС (LAN – L ocal A rea N etwork), – это совокупность компьютеров, находящихся в пределах определенной территории и связанных между собой соответствующими средствами коммуникации. Программные и аппаратные ресурсы в ЛВС используются совместно;
2) региональные вычислительные сети (MAN – M etropolitan A rea N etwork) – это сети, которые объединяют между собой несколько локальных вычислительных сетей, расположенных в пределах одной территории (города, области, региона). Данный класс вычислительных сетей появился сравнительно недавно;
3) глобальные вычислительные сети (WAN – W ide A rea N etwork) – это сети, которые объединяют компьютеры, расположенные на любом расстоянии друг от друга (Internet, FIDO). Локальные вычислительные сети в большинстве случаев используются в пределах одного предприятия или организации. Эти сети могут быть направлены на выполнение определенных функций в соответствии с профилем деятельности организации.
Прикладными функциями локальных вычислительных сетей являются передача файлов, обработка текстов, электронная графика, электронная почта, доступ к удаленным базам данных, передача цифровой речи.
Основные преимущества использования локальных вычислительных сетей:
1) разделение ресурсов;
2) разделение информации;
3) разделение программных средств;
4) разделение ресурсов процессора;
5) многопользовательский режим и др.
Для локальных вычислительных сетей не создана единственная и окончательно утвержденная классификация.