Драйверы и утилиты

Классификация компьютеров

Существует много систем классификации компьютеров, среди которых выделяют четыре.

Классификация по назначению — ранний метод классификации, связанный с тем, как применяется компьютер. По этому принципу различают большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры.

Большие ЭВМ (mainframe) — самые мощные компьютеры, которые применяют для обслуживания крупных организаций и отраслей народного хозяйства. Штат обслуживания большой ЭВМ — до нескольких десятков человек. На базе суперкомпьютеров создаются большие вычислительные центры.

Значение больших ЭВМ высоко. Для экономии времени работы больших ЭВМ операции ввода и вывода данных выполняют с помощью персональной техники. Подготовленные данные передают на большую ЭВМ для выполнения более ресурсоемких операций.

Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, их работа организована по непрерывному циклу. При этом компьютер работает одновременно с несколькими задачами и пользователями. Такое распределение ресурсов вычислительной системы называется принципом разделения времени.

Мини-ЭВМ отличаются уменьшенными размерами и меньшей производительностью и стоимостью. Они используются крупными предприятиями, научными учреждениями, банками и высшими учебными заведениями, сочетающими учебную и научную деятельности. Для организации работы с мини-ЭВМ требуется вычислительный центр.

Микро-ЭВМ доступны многим предприятиям и не нуждаются в создании вычислительных центров. Для обслуживания микро-ЭВМ достаточно вычислительной лаборатории в составе нескольких программистов. Они занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения. Микро-ЭВМ применяются и в крупных вычислительных центрах для выполнения вспомогательных операций.

Персональные компьютеры (ПК) предназначены для обслуживания одного рабочего места. Несмотря на свои скромные размеры и стоимость, персональные компьютеры обладают немалой производительностью и их достаточно для использования Интернета в качестве источника любой информации. ПК служат средством автоматизации учебного процесса, организации дистанционного обучения и досуга. Их используют для организации надомной трудовой деятельности.

С 1999 г. в области ПК действует международный сертификационный стандарт — спецификация РС99. Он устанавливает следующие категории ПК:

ü Consumer PC (массовый ПК);

ü Office PC (деловой ПК);

ü Mobile PC (портативный ПК);

ü Workstation PC (рабочая станция);

ü Entertainment PC (развлекательный ПК).

Большинство ПК попадают в категорию массовых. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики. В портативных ПК обязательно должны быть средства для создания соединений удаленного доступа. Для рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а для развлекательных ПК — к средствам воспроизведения графики и звука.

Согласно классификации по уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольной конфигурации.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К ним относятся бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов и компьютеры, интегрированные в бытовую технику.

Графическими станциями называются специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой. Их используют при подготовке кино- и видеофильмов, рекламной продукции.

Файловые серверы представляют собой специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры организации в одну сеть.

Сетевые серверы — компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети.

По типоразмерам различают настольные (desktop), портативные (notebook), карманные (palmtop) модели компьютеров.

Настольные модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов.

Портативные модели удобны для транспортировки, и их можно использовать в качестве средства связи.

Карманные модели выполняют функции «интеллектуальных записных книжек». Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ.

Компьютеры также классифицируются по совместимости. Множество видов компьютеров выпускаются разными производителями. Важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой. Различают:

ü аппаратную совместимость;

ü совместимость на уровне операционной системы;

ü программную совместимость;

ü совместимость на уровне данных.

11. Далее рассмотрим Состав вычислительной системы

1. Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Принцип разделения аппаратных и программных средств вычислительной техники имеет для информатики особое значение, поскольку решение одинаковых задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. Критериями выбора аппаратного или программного средства служат его производительность и эффективность.

К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию — аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ и которую можно собирать из готовых узлов и блоков.

По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ — Central Processing Unit, CPU) различают внутренние и внешние устройства.

К внутренним устройствам относятся процессор, материнская плата, звуковая и видеокарты и др.

Внешними (периферийными устройствами) являются большинство устройств ввода-вывода данных и некоторые устройства для длительного хранения данных.

2. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами.

Протокол — это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, разделяются на последовательные и параллельные. Через последовательный (асинхронный) интерфейс данные передаются последовательно.

Для последовательных интерфейсов не надо синхронизировать работу передающего и принимающего устройства, но пропускная способность их меньше. Производительность таких интерфейсов измеряют битами в секунду (бит/с, Кбит/с, Мбит/с).

Последовательные интерфейсы применяют для подключения «медленных» устройств: простейших устройств печати низкого качества и т.п., а также когда нет ограничений по продолжительности обмена данными.

Через параллельный интерфейс данные передаются одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса, например, восьмиразрядные параллельные интерфейсы передают один байт (8 бит) за один цикл.

Параллельные интерфейсы имеют более сложное устройство, чем последовательные, но обеспечивают более высокую производительность. Их применяют там, где важна скорость передачи данных: для подключения печатающих устройств и т.п. Производительность параллельных интерфейсов измеряют байтами в секунду (байт/с, Кбайт/с, Мбайт/с).

Обратимся к программному обеспечению. Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работает в неразрывной связи друг с другом.

3. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Многие программы взаимосвязаны — одни программы работают, опираясь на другие. Межпрограммный интерфейс возможен благодаря существованию технических условий и протоколов взаимодействия.

Уровни программного обеспечения имеют пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Каждый вышестоящий уровень повышает функциональность системы. Например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение.

Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение.

Базовые программные средства входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ — Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации технически целесообразно, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ — Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае содержание ПЗУ можно изменять как непосредственно в составе вычислительной системы (флэш-технология), так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

1. Программы, работающие на системном уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т.е. выполняют «посреднические» функции.

Драйверами устройств называются программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами.

Средства аппаратного обеспечения вычислительной техники (видеоадаптеров, звуковых карт, мониторов, принтеров, сканеров и т.д.) многообразны. Невозможно предусмотреть все варианты их взаимодействия. Гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем поддерживается за счет приложения к устройству программного средства управления — драйвера.

Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств — это одна из функций операционной системы. Выпуская любое устройство, его разработчик прикладывает к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем. В операционных системах MS-DOS драйверы устройств загружаются как резидентные программы, напрямую работающие с процессором, и здесь участие операционной системы сводится к тому, чтобы дать пользователю возможность загрузки драйвера, который далее сам перехватывает прерывания, используемые для обращения к устройству, и управляет его взаимодействием с вызывающей программой.

Загрузка драйверов устройств может быть:

· ручной, когда после первоначальной загрузки компьютера пользователь сам выдает команды на загрузку драйверов;

· автоматической, когда команды на загрузку и настройку драйверов включаются в состав файлов, автоматически читаемых при загрузке компьютера. В MS-DOS такие файлы называются файлами конфигурации; их всего два — это файлы autoexec.bat и config.sys. В них включают команды загрузки драйверов мыши, дисковода (CD-ROM), звуковой карты, а также прочих устройств. Такая операционная система, как Windows, берет на себя функции по установке драйверов устройств и передаче им управления от приложений. Часто операционная система не нуждается в драйверах, полученных от разработчика устройства, а использует драйверы из собственной базы данных.

Класс программ системного уровня, отвечающий за взаимодействие с пользователем, называется средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них зависит производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и пользователем.

2. Программное обеспечение служебного уровня взаимодействует с программами как базового уровня, так и системного уровня.

Утилита (служебная программа) — системная программа, предназначенная для оказания услуг общего характера пользователям и обслуживающему персоналу системы обработки информации.

Служебные программы используются для расширения или улучшения функций системных программ.

В разработке и эксплуатации служебных программ существуют два альтернативных направления:

1) интеграция с операционной системой;

2) автономное функционирование.

В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий широк — от производственных до творческих и обучающих.

Поскольку между прикладным программным обеспечением и системным существует взаимосвязь, то универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера зависят от типа используемой операционной системы и от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие компонентов комплекса человек — программы — оборудование.

Дата добавления: 2013-12-12