Ввод и ввывод информации
В работе любой программы можно выделить три этапа:
1)ввод информации;
2)обработка информации;
3)вывод результатов.
Ввод и вывод информации во всех программах
происходит одинаково с использованием
одних и тех же устройств. Поэтому имеет
смысл один раз написать программы ввода-вывода
для каждого устройства и многократно
использовать, вместо того, чтобы писать
их заново в каждой отдельной программе.
Программы ввода-вывода являются неотъемлемой
частью операционной системы. Это первая
функция операционной системы – обеспечить
другие программы единым и стандартным
доступом к устройствам ввода-вывода информации.
Во
время работы на компьютере вы можете
запускать различные программы.
Запуск других программ можно назвать
второй функцией операционной системы.
Чтобы запустить программу, необходимо
дать команду операционной системе: “Выполнить
данную программу”. В ответ вместо запуска
программы вы можете получить: “Не могу
выполнить программу из-за нехватки памяти”.
Так строится диалог между вами и компьютером,
который сразу после загрузки компьютера
осуществляется с помощью операционной
системы и который может быть продолжен
прикладными программами при их запуске.
Диалог между человеком и компьютером
— это третья функция операционной системы.
Во
многих операционных системах вы можете
выполнять несколько программ одновременно.
Причем программы могут взаимодействовать
друг с другом. Как могут несколько программ
выполняться на одном процессоре одновременно?
Дело в том, что на выполнение каждой программы
отводится маленький отрезок времени,
так называемый квант, по истечении которого
начинает выполняться следующая программа,
затем следующая и так по кругу. Таким
образом, создается иллюзия, что все запущенные
программы работают параллельно. Одновременное
выполнение нескольких программ очень
удобно, например, можно копировать текст
и рисунки из одной программы в другую.
Так вот, управление выполнением одной
или нескольких одновременно запущенных
программ и обменом информацией между
ними — четвертая функция операционной
системы.
На
одном диске может быть записано
множество программ, текстов, рисунков.
Порядок хранения файлов на диске
определяется используемой файловой системой.
Файловая
система – общая структура, определяющая
в операционной системе наименование,
сохранение и размещение файлов. Различными
типами файловых систем являются системы
NTFS, FAT и FAT32.
Существует несколько видов файловых структур:
- Линейная структура. Элемент данных определяется порядковым номером элемента в списке. Пример: простой список чего-либо.
- Табличная структура. Элемент структуры определяется пересечением строки и столбца таблицы. Пример: таблица.
- Иерархическая структура. Элементы структуры определяются путем поиска, который ведется от вершины структуры к элементу. Такая структура имеет вид перевернутого дерева. Пример: город/номер школы/класс/номер в классном журнале.
Синонимом
файловой системы является понятие
система управления файлами –
совокупность средств операционной
системы, обеспечивающих доступ к информации
на внешних носителях.
Чтобы
обратиться к информации на диске (находящейся
в файле), надо знать физический адрес
первого сектора (№ поверхности
+ № дорожки + № сектора), общее
кол-во кластеров, занимаемое данным файлом,
адрес следующего кластера, если размер
файла больше, чем размер одного кластера
и т.д. Все это очень туманно, трудно и не
нужно. Операционная система избавляет
пользователя от такой работы и ведет
ее сама. Для обеспечения доступа к файлам
– файловая система ОС организует и поддерживает
на логическом диске определенную файловую
структуру.
Элементы файловой структуры:
- стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор);
- таблица размещения файлов (например, FAT) – две копии;
- корневой каталог (Root-Directory);
- область данных (оставшееся свободным дисковое пространство).
И так, ОС обладает следующими функциями:
- обеспечение программ единым и стандартным доступом к устройствам ввода-вывода информации. Создание файловой системы является важнейшей частью ввода-вывода информации;
- запуск различных программ — загрузка их в операционную систему;
- организация диалога между человеком и компьютером — пользовательский интерфейс;
- управление выполнением одной или нескольких одновременно запущенных программ и обмен информацией между ними (только для многозадачных ОС);
- сетевые операции.
MS DOS
ОС MS DOS — это однопользовательская, однозадачная, несетевая 16-разрядная операционная система, ориентированная на использование на ПЭВМ с микропроцессором Intel 8086 (80286). Эта ОС позволяет полностью использовать возможности Intel 8086 и возможности Intel 80286. Максимальный объем физической памяти: 640 Кб. Максимальный объем памяти, доступный из прикладных программ – 640 Кб. Последние версии MS DOS (начиная с 5.0) могут использовать адресное пространство между 640Кб и 1Мб для размещения своих составных частей и некоторых драйверов, освобождая тем самым память в адресном пространстве 0-640 Кб для использования прикладными программами. DOS предоставляет все ресурсы PC для одной, активной в настоящий момент, программы. Значительно развита файловая система и процессор командного языка. Очень слабая поддержка интерактивных средств взаимодействия с пользователем. На диске может занимать, в зависимости от версии: 1-6 Мб (минимум, при котором можно работать — 100 Кб).
ИСТОРИЯ MS DOS
В
октябре 1980 г. менеджеры фирмы IBM занялись
поисками ОС для своего 16-разрядного ПК,
находящегося в стадии разработки. В тот
период на ПЭВМ наиболее широко применялась
ОС CP/M (Control Program for MicroComputers) фирмы Digital Research.
Не достигнув приемлемых соглашений с
Digital Research, фирма IBM обратилась к фирме
Microsoft (Билл Гейтс). В тот момент у Microsoft
не было соответствующей ОС, но ей была
известна небольшая фирма (Seattle Computer Products),
которая имела такую ОС. За $50000 Билл Гейтс
приобрел права на неё. В дальнейшем эта
ОС послужила основой для MS DOS. В ноябре
1980 года Microsoft и IBM подписали договор на
разработку ОС для IBM PC. В феврале 1981 г.
появилась первая версия PC/MS-DOS, которая
работала на IBM PC. В августе 1981 г. — PC DOS
1.0 (эта версия была утверждена для применения
на IBM PC).
В
ОС MS DOS используется файловая система
FAT (File Allocation Table — таблица размещения
файлов) — файловая система, используемая
MS DOS и операционными системами семейства
Windows для упорядочения файлов и управления
ими. FAT представляет собой структуру данных,
создаваемую Windows при форматировании тома
для файловых систем FAT или FAT32. Windows хранит
в таблице размещения файлов сведения
о каждом файле, чтобы при необходимости
можно было извлечь нужный файл.
В
DOS имена файлов должны иметь длину
не более 8 символов, а расширение –
не более 3 символов, между именем и
расширением должна стоять точка, регистр
букв не различается. При отсутствии
расширения нет разделительной точки.
К тому же вводятся ограничения на используемые
символы. В написании имени могут использоваться
только A-Z 0-9 $ & # `~ ( )
— % ! _ ^. Полное имя (путь к файлу) не должно
превышать 78 разрешённых символов.
Для удобства работы в ОС DOS были разработаны оболочки – Norton Commander, Volkov Commander, Windows 1 — 3. Работа в них намного проще и быстрее.
Семейство Windows
История
Windows берет свое начало в 1985 году, когда
появилась первая версия системы. Она
представляла собой набор программ,
расширяющих возможности
Новый принцип организации доступа к информации – графический посредством окон, создал Windows простой в использовании.
Удобство:
- для управления компьютером не нужно вводить специальные команды на английском языке;
- не нужно помнить параметры команд;
- единый графический программный интерфейс для программ (одинаковые действия в различных программах под Windows выполняются одинаковыми командами);
- для запуска нужной команды достаточно навести на неё курсор и щёлкнуть левой кнопкой мыши.
Графический
интерфейс означает, то что изображение
рисуется программно по точкам, в этом
случае становится возможно одновременное
отображение на экране рисунков и текста,
оформленного любыми шрифтами. DOS же работает
в тестовом режиме, в котором изображение
символов на экране создаётся самой видеокартой,
возможно отображение только одного типа
шрифта.
Все Windows реализуют те или иные модели многозадачности. Достигается это тем, что процессор по очереди выполняет каждую из них, и команда при этом сама выбирает, сколько времени она будет занимать процессор. Но это может привести к тому, что если одно из приложений зависнет, то зависнет и вся машина полностью. Это было не надёжно.
Windows 1.x
Windows
1.01, выпущенная 20 ноября 1985 года, была
первой попыткой Microsoft реализовать
многозадачную операционную
Пользователи
Windows могут одновременно работать с
несколькими программами, с легкостью
переключаясь между ними без необходимости
закрывать и перезапускать
Microsoft представила Панель управления для Windows, которая позволяла задавать цвета элементов интерфейса: цвет фона, текста, полосы прокрутки, закоголовки активного и некативного окон.
Windows была не просто оболочкой для MS-DOS, а дополняла и частично заменяла непредставленные в MS-DOS возможности. Так Windows имела собственные драйвера для устройств, собственный формат исполняемых файлов и использовала виртуальную память.
Windows 1.0 не оказала большого влияния на рынок ПО и не стал альтернативой MS DOS, как надеялась Microsoft. Большое число пользователей (51%) покупали Windows не ради созданных для него приложений (которых было очень мало по сравнению с обычными программами для MS DOS) или графического интерфейса, а для того, чтобы иметь возможность быстро переключаться с одного приложения DOS на другое.
Windows 2.x
9
декабря 1987 выходит Windows 2.0. Вместо
мозаичного размещения
27 мая 1988 г. выходит версия 2.10 в двух модификациях: Windows 286 и Windows 386, оптимизированных для ЦП 80286 и относительно нового ЦП 80386 (презентован 17 октября 1985 года) фирмы Intel соответственно. В Windows 286 появилась возможность использовать дополнительный 46 Килобайтный сегмент памяти HMA (Higher Memory Area) и аппаратно-программную технологию расширения памяти EMS (Expanded Memory Specification). Windows 286 могла работать и на ПК с ЦП 8086/8088. Windows 386 поддерживает защищённый режим ядра, благодаря чему можно запускать несколько DOS-задач в виртуальных машинах 8086.
В Windows 2.10 — 2.11 заложен фундамент большинства будущих функций Windows 3.0.
Windows 3.x
22 мая 1990 года появилась новая графическая оболочка для DOS - Windows 3.0. Очередная версия использовала возможности (не все) ЦП 80286 и 80386. Windows 3.0 стала первой Windows, предустанавливаемой на жёстких дисках PC компьютеров.
Диспетчер Программ (основан на наборе иконок) и Диспетчер Файлов (основан на списке) заменили MS-DOS Executive, использовавшегося для запуска программ и управления файлами. Панель управления приняла более удобный вид схожий с аналогом в MacOS. Текстовые программы DOS запускаются в окне (принято из Windows/386 2.1), но большинство игр и развлекательных программ по-прежнему работали только в полноэкранном DOS-режиме. Появилась игра "Косынка".
Через полтора года после первого релиза благодаря Multimedia Extensions 1.0 была расширена поддержка звуковых карт и CD-ROM, теперь на компьютере можно воспроизводить Audio CD.
Иконки
и вся графика ОС была переработана,
чтобы использвовать все
Системные требования Windows 3.0:
— 8086/8088 ЦП минимум;
— 640 Кб памяти, хотя рекомендуется 1Мб;
— 6-7 Мб жёсткого диска;
— CGA/EGA/VGA/Hercules/8514/A видеокарта и совместимый монитор;
— рекомендуется Microsoft-совместимая мышь.
Система
имела многозадачные
В
июле 1990 года "PC Magazine" помеcтил
статью о новой версии Windows 3.0, в
которой отмечалось, что "Microsoft Windows
превратился в блестящую
Windows
3.1 / Janus вышла в свет 18 марта 1992.
В этой версии исправлено
В
соответствии с архитектурой Windows все
прикладные программы и системный код
размещаются в едином адресном пространстве.
Это означает, что недоработанная прикладная
программа, содержащая ошибки, может испортить
области памяти, которые используются
операционной средой или другой прикладной
программой. Результатом будет весьма
неприятная ошибка общего нарушения защиты
(General Protection Fault). Иногда Windows с честью выходит
из положения, восстанавливая свою работоспособность,
но чаще всего ей это не удается.
В
своей основе Windows 3.x — 16-разрядная операционная
система, поэтому для программ память
представляется состоящей из 64-Кбайт сегментов,
а все данные в своей основе 16-разрядные.
Такая система была весьма неудобна для
программистов, и оказывалась менее эффективной
по сравнению с 32-разрядной адресацией
при работе с большими массивами данных.
Еще одно следствие 16-разрядной базы этой
ОС — ограниченность системных ресурсов.
В
октябре 1992 года выходит Windows For Workgroups 3.1
или Windows 3.11. Эта версия была не только
"настольной" операционной системой,
но и самостоятельной сетевой ОС для локальной
сети, а также сетевым клиентом для сервера
Windows NT. Кроме того, в Windows for Workgroups добавлен
клиент электронной почты Microsoft Mail и планировщик
Schedule+. Для пользователей, не подключенных
к сети, большое преимущество Windows for Workgroups
состояло в применении 32-разрядного виртуального
драйвера устройств (VxD) для файловой системы.
Он может значительно повысить производительность
многих накопителей с интерфейсом IDE. В
остальном эта версия была слегка улучшенной
модификацией Windows 3.1, работающей только
в 386 расширенном режиме.
Средствами
Windows 3.11 можно было создать одноранговую
сеть и сеть с выделенным сервером.
Одноранговая сеть создавалась для небольшого
количества компьютеров. Но если, например,
пользователь захочет получить файл с
одной машины, то помогать ему в этом будет
процессор ПК, на котором хранится файл.
А если сразу много пользователей захотят
этот или другой файл, то процессор всё
того же ПК будет работать только на них.
Использовать же этот компьютер станет
невозможно из-за ужасных тормозов. Для
решения такой проблемы выделяется мощный
компьютер – сервер, на котором помещаются
различные базы данных и приложения. Такая
сеть позволяет освободить место на жёстких
дисках юзеров и работать им не на мощных
машинах (за них всю работу делает сервер).
На сервере никто не работает (в качестве
пользователя), чтобы не занимать его ресурсы.
К нему имеет доступ только администратор
сети.
MS Windows поддерживает механизм обмена данными между совершенно разнородными программами (т.е. программами, которые были разработаны разными производителями). Обмен данными производится:
— на уровне ClipBoard (почтовый ящик)
— на уровне DDE-протокола (Dynamic Data Exchange – динамический обмен данными)
—
на уровне OLE-механизма (Object Linking and
Embedding – встраивание и связывание объектов).
OLE — это развитие DDE.
Уровень
ClipBoard предназначен для переноса информации
между программами не заботясь о ее формате
и представлении. Например, перенос выделенного
текста из одного редактора текстов в
другой, или, перенос информации между
“элементом редактирования” одной программы
и “элементом редактирования” другой
программы. Этот уровень обмена информацией
ориентирован на Пользователя и поддерживается
ядром Windows.
Уровень DDE-протокола ориентирован, в основном, на программистов, разрабатывающих свои программы для MS Windows.В качестве такого обмена данных можно привести следующий пример:
Фирма
Microsoft предусмотрела следующую возможность
в MS Excel. Любая ячейка электронной таблицы
MS Excel может быть настроена таким образом,
что будет способна автоматически принимать
данные от какой-либо другой программы
в реальном времени. Это значит, что ежели
существует какая-либо программа, обслуживающая
какое-либо устройство (например, цифровой
вольтметр), то программист, при создании
этой программы, может предусмотреть возможность
направлять информацию от вольтметра
(по мере ее поступления) в заданную ячейку
MS Excel. При этом Пользователь может работать
с MS Excel, как обычно. Вместо вольтметра,
поставщиком информации может быть какая-либо
программа, производящая специфичную
обработку информации.
Уровень OLE-механизма ориентирован на пользователя. Но не каждая программа поддерживает эту возможность. Этот механизм должен быть “заложен” в программу на этапе проектирования и разработки программы. Этот механизм поддерживают многие прикладные программы. Например, MS Excel, MS Word for Windows и др.
Windows NT 3.x
27
июля 1993 вышла Windows NT 3.1. Семейство Windows
NT (New Technology) представляют собой операционные
системы, которые полностью отделены от
MS-DOS и целиком составлены из 32-разрядного
кода. Программы MS-DOS работают в специальных
виртуальных машинах DOS, которые реализованы
посредством обыкновенного API Win32.
Для
функционирования первой версии, 3.1, изначально
ориентированной на аудиторию взыскательных
пользователей и рынок
Windows
NT является 32-разрядной ОС, и она
полностью может использовать
ресурсы процессора Intel 80486 (80386). За
счёт этого программы в Win NT
работают быстрее, чем в
Версия NT 3.5 вышла 21 сентября 1994. Основным
достижением было увеличение скорости
работы ОС по сравнению с NT 3.1, отсюда
и кодовое название проекта - Daytona, в честь
гонок по спидвею в Дайтона-Бич. К новым
возможностям версии 3.5 отосятся VFAT, Microsoft
DHCP / WINS клиент и сервер, OLE версии 2.0 и новый
экран загрузки.
Версия
3.51 появилась спустя почти год
после Дайтоны и была прозвана Windows
для Power PC. Дело в том, что IBM откладывала
выпуск своих Power PC чипов (изначально планировалось
обеспечить поддержку Power PC в Daytona), и разработчикам
пришлось 9 месяцев просидеть над отладкой
и устранением ошибок Windows. В итоге, 30 мая
1995 появилась весьма стабильная Windows версии
NT 3.51 не только для IBM PC и Power PC, но и для
MIPS и Alpha архитектур. Это стала последняя
Windows, работающая на 80386 процессоре. Было
выпущено 5 service pack'ов, последний из которых
устранял возможность "проблемы 2000".
Не смотря на значительные различия ядер Windows NT 3.51 и Windows 95, большое количество программ, написанных под Win32, работало и в NT 3.51, проблемы могли быть только из-за разных версий интерфейсов.
Windows 95
24
августа 1995. После многочисленных задержек
и беспрецедентной для программного продукта
рекламной шумихи на рынок выходит Windows
95. Потеряв голову, в очередях за ней стоят
даже люди, не имеющие компьютера. Windows
95 - самая дружественная пользователю
версия Windows, для инсталляции которой не
требуется предварительно устанавливать
DOS; ее появление делает ПК более доступным
массовому потребителю. Благодаря значительно
усовершенствованному интерфейсу наконец-то
ликвидировано отставание от платформы
Mac и компьютеры Mac оказываются окончательно
оттесненными в узкую нишу рынка. В Windows
95 имеются встроенный набор протоколов
TCP/IP, утилита Dial-Up Networking и допускается
использование длинных имен файлов.
Первоначально среда Windows обращалась только к двум системным конфигурационным файлам — CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT. В Windows 2.x к этим файлам добавились WIN.INI и SYSTEM.INI, а затем число конфигурационных файлов стало почти бесконтрольно расти по мере появления регистрационной базы OLE, файла PROTOCOL.INI в системе Windows for Workgroups и множества INI-файлов для прикладных пакетов. Система Windows 95 может считывать эти конфигурационные файлы, чтобы обеспечивать совместимость сверху вниз, но их многочисленные обязанности теперь возложены на двоичный объект, называемый реестром (Registry).
Реестр Windows 95 решает проблему централизованного хранения всех параметров настройки и инициализации системы. Реестр использует только два файла: USER.DAT и SYSTEM.DAT. Назначение этих файлов различно: первый из них предназначен для хранения информации о конкретных пользователях, а второй — для хранения параметров системы.
При запуске Windows 95 происходит автоматическое резервное копирование текущих файлов реестра. Файлы резервных копий получают имена SYSTEM.DA0 и USER.DA0. Эта процедура предоставляет вам виртуальную гарантию того, что при следующей перезагрузке системы Windows 95 будет иметь "хорошие" копии файлов реестра.
Хотя
реестр все еще поделен на несколько
файлов, редактор реестра Windows 95 (Registry Editor)
обращается к нему как к единому целому.
Такая особенность — долгожданный переход
от коллекции разных ASCII-файлов в Windows 3.x,
но реестр устроен намного сложнее, чем
его ASCII-собратья. Вместо хранения информации
об установочных параметрах в форме последовательного
списка в Windows 95 используется иерархическая
древовидная структура, которая заменяет
простые записи в INI-файле сложными именами
типа My Computer\HKEY_CLASSES_ROOT\ CLSID\{20D04FE0-3AEA-1069- A2D8-08002B30309D}\
Windows NT 4.0
31
июля 1996. Корпорация Microsoft выпускает
Windows NT 4.0. Данная версия существенно
улучшена по сравнению с
Поддержка
протокола TCP/IP, приложение Microsoft Internet Explorer
и службы узла Web Microsoft обеспечивают
все необходимое для
Win
NT 4.0 не работает с драйверами
для DOS и Win 3.1, Win NT, по сравнению с Win 95, нужно
больше ресурсов (больше ОЗУ, места на
винчестере и более мощный процессор).
Win
NT поддерживает файловую систему
NTFS. NTFS обеспечивает полную защиту
информации на данном
Также появились расширенные функции для работы с аппаратными устройствами и многочисленные встроенные серверные процессы, такие, как Web-сервер Internet Information Server. С выходом NT 4.0 продукция фирмы Microsoft занимает прочные позиции в учреждениях. Сначала доля этой ОС, предназначенной для замены UNIX, на корпоративном рынке в США была невелика, но со временем она резко возрастает, и Windows NT все в большей степени становится платформой для интрасетей и общедоступных узлов Интернета.
- Ввод и вывод в языке С++
- Ввод информации о своем предприятии
- Ввод и форматирование текста в Word
- Ввод массива в среде Делфи
- Вводная гимнастика
- Вводная и производственная гимнастика
- Вводные ресурсы
- В. В. Маяковский. Биография
- В.В.Маяковский. Жизнь и творчество
- В.В.Маяковский как поэт-художник
- Ввод входящих остатков
- Ввод вывод данных в дельфи
- Ввод-вывод с использованием прямого доступа к памяти
- Ввод графической информации в ГИС
