Презентация на тему: Программный принцип работы компьютера

Программный принцип работы компьютера Хабибрахманова Алсу Ильгамовна

Содержание Программный принцип работы компьютера. Программное обеспечение, его структура. Операционные системы, их функции. Данные и программы. Файлы и файловая система. Командное взаимодействие пользователя с компьютером, графический пользовательский интерфейс (рабочий стол, окна, диалоговые панели, меню). Компьютерные вирусы и антивирусные программы.

Программный принцип работы компьютера Компьютер – двуединая система, состоящая из аппаратной части (технических устройств) и информационной части (программного обеспечения):

Программное обеспечение (ПО) ПО – это совокупность программ, хранящихся на устройствах долговременной памяти компьютера и предназначенных для массового использования. Использование компьютера человеком происходит по схеме:

Программы и данные Программное обеспечение – это не только собственно программы, но и данные, с которыми работают эти программы. Данные и программы хранятся на дисках, в отдельных файлах. Часто объем данных во много раз превышает размер программ.

Классификация ПО Среди всего многообразия программ можно выделить три основные группы: Прикладные программы. Системы программирования. Системное программное обеспечение.

Структура программного обеспечения компьютера

Прикладные программы К прикладным относятся программы, предназначенные для решения задач в различных сферах деятельности человека.

Виды прикладного программного обеспечения Текстовые процессоры – позволяют вводить, редактировать и форматировать тест (Microsoft Word).

Виды прикладного программного обеспечения Системы управления базами данных (СУБД) – предназначены для создания базы данных, централизованного управления данными (Microsoft Access, FoxPro, Oracle, Paradox).

Виды прикладного программного обеспечения Системы автоматизированного проектирования – предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ (КОМПАС 3D, AutoCAD).

Виды прикладного программного обеспечения Браузеры – предназначенны для просмотра Web-документов, интернет-страниц (Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera).

Виды прикладного программного обеспечения Обучающие системы, электронные энциклопедии, игры. Банковские системы. Системы управления транспортными перевозками.

Системы программирования К средам программирования относятся инструментальные средства для создания новых программ (ЛОГО, QuickBASIC, Pascal, Delphi и т. д.)

Системное программное обеспечение К системным относятся программы, управляющие работой устройств компьютера: процессором, памятью, вводом-выводом. К системным программам относятся прежде всего программы, входящие составной частью в операционную систему (например, драйвера для различных устройств компьютера («drive» – управлять), т. е. программы, управляющие работой устройств сканера, принтера и т. д.).

Операционные системы Операционная система - набор специальных программ, обеспечивающих работоспособность компьютерной системы: управление аппаратурой и прикладными программами, интерфейс с пользователем. Операционная система - это посредник между компьютером (процессором, диском и другими имеющимися на материнской плате устройствами), пользователем и прикладными программами. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Функции операционной системы Управление аппаратурой. Управление процессами ввода/вывода и передача данных на внешние устройства. Поддержка файловой системы (обслуживание дисковых таблиц размещения файлов - FAT, поиск информации в них, выделение места для файлов и т.д.). Управление работой прикладных программ. Администрирование: защита информации, поддержка системы паролей в многопользовательских системах, учет использования ресурсов вычислительной системы. Поддержка сетевого взаимодействия.

Состав системных программ Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы. Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера. Сервисные программы (утилиты) - делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером.

Действия, осуществляемые ОС при активизации прикладной программы Загрузка в оперативную память исполняемых программ. Передача им управления в начале их работы. Выполнение различных вспомогательных действий по запросу выполняемой программы. Освобождение занимаемой программами оперативной памяти при их завершении.

Утилиты программы контроля, тестирования и диагностики правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; дают возможность подключения новых устройств или нестандартное использование имеющихся; программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно;

антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; программы оптимизации и контроля качества дискового пространства ; программы восстановления информации, форматирования, защиты данных ; коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами; программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти; программы для записи CD-ROM, CD-R; и многие другие.

Виды операционных систем MS DOS Microsoft Windows UNIX MacOS Linux OS/2

Операционная система MS DOS MS-DOS – (Microsoft Disk Operations System, досл. дисковая операционная система фирмы Microsoft) достаточно проста в установке и конфигурации, не требует много ресурсов и поддерживает работу прикладных программ в однозадачном режиме.

Операционная система Unix Unix — многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количество пользователей. Простой, но мощный модульный пользовательский интерфейс. Файловая система Unix — это не только доступ к данным, хранящимся на диске. Через унифицированный интерфейс файловой системы осуществляется доступ к терминалам, принтерам, сети и т.п.

Операционная система Linux Операционную систему Linux создал финский студент. Многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные приложения и др. Атмосфера работы энтузиастов над полезным проектом, а также свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. Linux — очень мощная система, но самое замечательное то, что она бесплатная (free).

Операционная система Microsoft Windows В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением операционной среды Windows фирмы Microsoft. Windows - ОС с графическим интерфейсом, со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователю широкие возможности работы с мультимедиа, обработки текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами. Она предоставляет пользователям многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое.

Многозадачный режим работы Режим работы ОС Microsoft Windows –многозадачный: Пользователь может запустить сразу несколько прикладных программ и работать с ними одновременно. Программы могут выполняться в фоновом режиме. Для одновременного выполнения нескольких программ операционная система должна разделять между ними время работы процессора, следить за размещением этих программ и данных в памяти так, чтобы они не мешали друг другу (разделять память).

Файлы и файловая система Во всех операционных системах имеющаяся на компьютере информация хранится в виде файлов. Файл (англ. file —папка) – именованная область внешней памяти. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др. Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.

Имя файла Полное имя файла состоит из его имени и типа (расширения), между которыми ставится точка. Примеры: abc.txt - текстовый файл; стихи.doc - текстовый файл пейзаж.bmp - рисунок; pr.bas - программа, написанная в паскале; Quake3.exe - исполняемый файл mus.wav - звуковой файл Тип файла характеризует вид информации, хранящейся в файле, назначение файла, определения программы, в которой файл создан или можно его редактировать.

Характеристики файла размер файла дата и время создания файла тип значок специальные атрибуты файла (только для чтения, скрытый, системный, архивированный).

Папки Для удобства хранения и поиска файлов они объединены в папки. Папка (каталог) – именованная часть внешней памяти, хранящая данные о файлах. Папки могут быть вложены друг в друга, образуя многоуровневую древовидную структуру.

Логические имена устройств Для логических имен устройств (дисководов) используются латинские буквы: A: - дисковод для дискет 3,5 дюйма. Начиная с C: (D:, E: …) - разбивается жесткий диск (винчестер) на логические блоки. Следующие D: (E: …) - дисководы для лазерных (CD-ROM) дисков, DVD –дисков, записывающих устройств.

Файловая структура жесткого диска Жесткий диск имеет древовидную структуру. Пример:

Полное имя файла Полное имя файла состоит из пути к файлу и имени файла. Путь к файлу представляет собой перечень имен папок, которые нужно последовательно открыть, чтобы спуститься к файлу с самого высокого уровня дерева файлов. Пример: C: \ Program Files \ Borland \ Delphi7 \ project.exe

Операции с файлами Создание Сохранение Редактирование Переименование Перемещение Копирование Удаление

Командное взаимодействие пользователя с компьютером Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия: работать с файлами; выполнять разметку внешних носителей; запускать программы; и др.

Графический интерфейс пользователя Интерфейс (Interface) - досл. промежуточное лицо. Интерфейсом пользователя называется программно реализованные средства общения человека и компьютера. Интерфейс пользователя позволяет общаться с компьютером на уровне более-менее близких к человеческому мышлению категорий. Пользователь - это тот, для кого выполняет задачи компьютер.

Интерфейс Microsoft Windows В интерфейсе Microsoft Windows резко снижены требования к подготовке пользователя, упрощена работа с файловой системой, интерфейс в большой степени является документоориентированным. Объекты обработки снабжены наглядными значками, а техника манипуляции с файлами и папками основана, прежде всего, на аналогиях с бытовыми операциями.

Рабочий стол Основными объектами графического интерфейса операционных систем являются рабочий стол, занимающий весь экран монитора, и расположенные на нем значки, окна и панель задач.

Окна

Операции с окнами Активное окно обычно выделяется цветом своего заголовка. Для активизации окна достаточно щелкнуть по нему мышью.

Многовариантность подачи команд Для часто применяемых команд предусмотрена их подача через:

Компьютерные вирусы и антивирусные программы

Компьютерный вирус - это программа, которая может копировать себя в другие программы, чтобы продолжать размножение, выполняясь вместе с ними и, возможно, совершать некоторые побочные действия от безобидных шуток до действий, ведущих к потере информации и полной остановке работы компьютера.

Признаки появления вирусов неправильная работа нормально работавших программ; медленная работа компьютера; невозможность загрузки ОС; исчезновение файлов и каталогов; изменение размеров файлов; неожиданное увеличение количества файлов на диске; уменьшение размеров свободной оперативной памяти; вывод на экран неожиданных сообщений и изображений; подача непредусмотренных звуковых сигналов; частые зависания и сбои в работе компьютера.

Авторами вирусов могут быть профессиональные программисты, студенты и даже дети школьного возраста. Авторами вирусов могут быть профессиональные программисты, студенты и даже дети школьного возраста. Написать работающий вирус не составляет большого труда. Сама угроза вирусов порождает многомиллиардный рынок соответствующих продуктов. Сейчас ситуация с вирусами и антивирусами напоминает гонку вооружений недавних времен. Почти каждый день появляются новые вирусы, а антивирусные компании выпускают дополнения к своим антивирусным базам данных. Этому не видно конца, но пока никто не придумал ничего лучше, чем регулярное обновление антивирусного ПО.

Свойства программ-вирусов способность к саморазмножению; скрытность; способность нести деструктивные действия.

Классификация вирусов Вирус может внедрится в файлы трех типов: командные файлы (файлы с расширением ВАТ); загружаемые драйверы (файлы с расширением SYS или BIN); выполняемые двоичные файлы (файлы с расширениями ЕХЕ, СОМ).

Классификация вирусов по их алгоритмам Вирусы-спутники Вирусы-черви Паразитические Студенческие Стелс-вирусы (вирусы-невидимки) Вирусы-призраки (полиморфные)

Загрузочные вирусы Загрузочные (бутовые) вирусы заражают загрузочный (ВООТ) сектор флоппи-диска и ВООТ-сектор или Мaster-Boot сектор (MBR) винчестера. При инфицировании диска вирус в большинстве случаев переносит оригинальный Boot-Sector (или MBR) в какой либо другой сектор диска (например, в первый свободный). Если длина вируса больше длинны сектора, то в заражаемый сектор помещается первая часть вируса, остальные части помещаются в других секторах (например, в первых свободных). Затем вирус копирует системную информацию, хранящуюся в первоначальном загрузчике в свои коды и записывает их в загрузочный сектор.

Вирусы-спутники Это вирусы, не изменяющие файлы. Алгоритм работы этих вирусов состоит в том, что они создают для ЕХЕ файлов файлы-спутники, имеющие такое же имя, но с расширением СОМ. Вирус записывается в СОМ файл и никак не изменяет ЕХЕ файл. При запуске такого файла операционная система первым обнаружит и выполнит СОМ файл то есть вирус, который затем запустит и ЕХЕ файл.

Вирусы-черви Это вирусы, которые распространяются в компьютерной сети и, так же как и вирусы спутники, не изменяют файлы или сектора на дисках. Они проникают в память компьютера из компьютерной сети, вычисляют сетевые адреса других компьютеров и рассылают по этим адресам свои копии.

Паразитические вирусы Это все вирусы, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое дисковых секторов или файлов. В эту группу попадают все вирусы, которые не являются червями или спутниками.

Студенческие вирусы Это крайне примитивные, часто не резидентные и содержащие большое число ошибок.

Вирусы-невидимки Вирусы невидимки (Stealth) представляют собой весьма совершенные программы, которые перехватывают обращения операционных систем к зараженным файлам или секторам и подставляют вместо себя незараженные участки информации. Такие вирусы, использующие приемы маскировки, нельзя увидеть средствами операционной системы. Например, если просмотреть зараженный файл, нажав клавишу F3 в системе Norton Commander, то на экране будет показан файл, не содержащий вируса. Это происходит потому, что вирус, активно работающий вместе с операционной системой, при открытии файла на чтение немедленно удалил свое тело из зараженного файла, а при закрытии файла заразил его опять.

Полиморфные вирусы Полиморфные вирусы или вирусы -"призраки". Достаточно трудно обнаруживаемые вирусы, не имеющие постоянных сигнатур (масок), т.е. не содержащие ни одного постоянного участка кода. В большинстве случаев два образца одного и того же вируса-призрака не будут иметь ни одного совпадения. Это достигается шифрованием основного тела вируса и модификациями программы-расшифровщика.

«Троянские кони» «Троянские кони» — программы, предназначенные для перехвата данных на чужом компьютере или получения контроля над ним. Троянские программы, попав на компьютер, глубоко проникают в систему, маскируются и ведут себя не совсем так, как другие типы вирусов. Как правило, троянца сложнее обнаружить и удалить.

Антивирусные программы Антивирусные программы включают антивирусные базы, содержащие средства против самых опасных вирусов.

Архиваторы Архиватор - специальная компьютерная программа, позволяющая архивировать файлы сжатием хранимой в них информации. Применяются для размещение информации на носителях внешней памяти в более компактном виде, что требует меньших объёмов памяти.

Вопросы для самоконтроля Что такое программа? Что включает в себя понятие "программное обеспечение"? Назовите и характеризуйте основные категории программного обеспечения. В чем отличие прикладных программ от системных и инструментальных? Что входит в системное программное обеспечение? В чем состоит назначение операционной системы? Характеризуйте основные классы операционных систем.

Вопросы для самоконтроля Опишите процесс начальной загрузки операционной системы в оперативную память компьютера. Что такое файл? Как организована файловая система? Какой модуль операционной системы осуществляет обслуживание файлов? Приведите пример иерархической файловой структуры. Что такое базовая система ввода-вывода (BIOS), и в каком разделе памяти она размещается? Назовите основные разновидности программ-утилит и дайте им краткую характеристику.

Вопросы для самоконтроля К каким категориям программного обеспечения относятся программные пакеты: Norton Commander; MS-DOS; Microsoft Windows XP; Microsoft Word; Adobe PageMaker; Turbo Bascal, Turbo Basic; Microsoft Excel, Microsoft Access?

Вопросы для самоконтроля Какой вид интерфейса удобнее для пользователя — командный или графический? Что такое компьютерные вирусы, в чем состоят их вредные действия? Какие существуют средства борьбы с компьютерными вирусами? В чем суть процесса сжатия информации? Какие языки и системы программирования вы знаете и в чем их особенности?