البرمجيات الموجهة مهنيا. مراجع. مفهوم البرمجيات
| برامج الكمبيوتر. حول برامج النظام وأنظمة البرمجة
الدرس الثامن
مفهوم البرمجيات وأنواعها. الغرض من نظام التشغيل ووظائفه الرئيسية
§تسع. برامج الكمبيوتر
§10. 0 نظام برمجيات وأنظمة برمجة
برامج الكمبيوتر
الموضوعات الرئيسية للفقرة:
ما هي البرمجيات؟
- أنواع البرامج ؛
قضايا قيد الدراسة:
- تكوين البرامج التطبيقية.
- برامج الخدمة.
ما هي البرمجيات
تعد إمكانات أجهزة الكمبيوتر الحديثة رائعة لدرجة أن عددًا متزايدًا من الأشخاص يستخدمها في عملهم ودراستهم وحياتهم اليومية. إن أهم جودة للكمبيوتر الحديث هي "صداقته" فيما يتعلق بالمستخدم. أصبح الاتصال بين الشخص والكمبيوتر بسيطًا وواضحًا ومفهومًا. يخبر الكمبيوتر نفسه المستخدم بما يجب فعله في موقف معين ، ويساعد على الخروج من المواقف الصعبة. هذا ممكن بفضل برامج الكمبيوتر.
دعنا نستخدم التشبيه بين الكمبيوتر والإنسان مرة أخرى. المولود لا يعرف شيئاً ولا يعرف كيف. يكتسب المعرفة والمهارات في عملية التطوير والتعلم وتجميع المعلومات في ذاكرته. الكمبيوتر ، الذي تم تجميعه في المصنع من رقائق وأسلاك ولوحات وأشياء أخرى ، يشبه المولود الجديد. يمكننا القول أن تحميل البرامج في ذاكرة الكمبيوتر يشبه عملية تعليم الطفل.
يتم إنشاء البرنامج من قبل المبرمجين.
المجموعة الكاملة من البرامج المخزنة على جميع أجهزة الذاكرة طويلة المدى للكمبيوتر هي برامجه (SW).
يتم تحديث برامج الكمبيوتر وتطويرها وتحسينها باستمرار. غالبًا ما تتجاوز تكلفة البرامج المثبتة على جهاز كمبيوتر حديث تكلفة أجهزتها التقنية. يتطلب تطوير البرامج الحديثة مؤهلات عالية جدًا من المبرمجين.
أنواع البرامج
يوجد جزء ضروري في برنامج الكمبيوتر ، وبدونه لا يمكن عمل أي شيء عليه. يطلق عليه برنامج النظام. العنصر الرئيسي في برنامج النظام هو نظام التشغيل (على سبيل المثال ، Windows و Linux). يشتري العميل جهاز كمبيوتر مزودًا ببرنامج نظام لا يقل أهمية عن تشغيل الكمبيوتر مثل الذاكرة أو المعالج. بالإضافة إلى برامج النظام ، تشتمل برامج الكمبيوتر أيضًا على برامج تطبيقية وأنظمة برمجة.
تنقسم برامج الكمبيوتر إلى:
برنامج النظام؛
- تطبيق البرمجيات؛
- أنظمة البرمجة.
سيتم مناقشة برمجيات النظام وأنظمة البرمجة لاحقًا. والآن دعنا نتعرف على برنامج التطبيق.
تكوين برنامج التطبيق *
*
في مجال البرمجيات ، كل شيء يتغير بسرعة كبيرة ، لذلك من المستحيل إعطاء تصنيف دقيق وغير متغير.
يصعب عزو بعض البرامج الحديثة إلى أي نوع من الأنواع الموضحة أدناه.
.
تسمى البرامج التي يمكن للمستخدم من خلالها حل مشاكل المعلومات الخاصة به دون اللجوء إلى البرمجة برامج التطبيقات.
يأتي نظام التشغيل عادةً مع مجموعة من برامج التطبيقات ذات الأغراض العامة. في Windows ، هذه هي مجموعة البرامج "القياسية" (برامج تحرير النصوص والصور البسيطة ، والآلة الحاسبة ، وما إلى ذلك) ، وبرنامج البريد الإلكتروني ، ومتصفح الإنترنت. تشمل البرامج ذات الأغراض العامة أيضًا البرامج المكتبية والوسائط المتعددة والبرامج الترفيهية. في Linux ، يتم تجميع هذه البرامج وفقًا للغرض منها.
برامج المكتب.كقاعدة عامة ، عند شراء جهاز كمبيوتر ، يقوم المستخدم بتثبيت حزمة برامج مكتبية عليه. تشمل هذه البرامج:
معالجات النصوص - للعمل مع المستندات النصية ؛
معالجات جداول البيانات التي تسمح بتنظيم الحسابات الجدولية الشائعة جدًا في الممارسة ؛
برامج لإنشاء العروض التقديمية - تسلسل فيديو توضيحي يستخدم في الخطابة ؛
برامج لإدارة قواعد البيانات البسيطة.
برامج الوسائط المتعددة.هذه برامج ذات أغراض عامة مصممة للعمل مع الصور والصوت. يتضمن ذلك برامج تحرير الرسوم التي تسمح لك بالرسم ومعالجة الصور وإنشاء الصور المركبة. تسمح لك برامج مشغل الصوت والصورة بعرض صورة على الشاشة ، والاستماع إلى تسجيل موسيقي ، ومشاهدة فيلم فيديو. تتم معالجة الصوت على الكمبيوتر ، كقاعدة عامة ، بواسطة متخصصين ، باستخدام حزم برامج خاصة لهذا الغرض.
برامج ترفيهية.يبدأ العديد من المستخدمين اتصالاتهم مع الكمبيوتر بألعاب الكمبيوتر.
البرامج المهنية.هذه برامج تطبيقية لأغراض خاصة - أدوات للنشاط المهني. على سبيل المثال ، يتم استخدام برامج المحاسبة لكشوف المرتبات الآلية والحسابات الأخرى التي تتم في أقسام المحاسبة ؛ يستخدم المصممون أنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر لتطوير مشاريع للأجهزة التقنية المختلفة ؛ يستخدم العلماء والمهندسون البرامج التي تسمح بحل المشكلات الرياضية المعقدة ؛ تساعد أنظمة الخبراء الطبيين الطبيب في تشخيص المريض وأكثر من ذلك بكثير.
برامج تعليمية.هذه أيضًا برامج ذات أغراض خاصة. تشمل البرامج التعليمية الكتب المدرسية الإلكترونية وأجهزة محاكاة التدريب. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام نموذج اللعبة لأغراض التعلم. هذا المزيج شائع بشكل خاص للأطفال الصغار.
باختصار عن الرئيسي
ينقسم برنامج الكمبيوتر إلى ثلاثة أجزاء: برامج النظام وبرامج التطبيقات وأنظمة البرمجة.
مع البرامج التطبيقيةيمكن للمستخدم حل مهام المعلومات الخاصة به بشكل مباشر دون اللجوء إلى البرمجة.
تتضمن برامج التطبيق: البرامج المكتبية والوسائط المتعددة والترفيهية والتعليمية والمهنية وغيرها.
أسئلة ومهام
1. ما هي برامج الكمبيوتر؟
2. ما هي المهام التي يؤديها البرنامج التطبيقي؟
3. قم بتسمية الأنواع الرئيسية لبرامج التطبيق ذات الأغراض العامة.
4. ما هي التطبيقات ذات الأغراض الخاصة؟
حول برامج النظام وأنظمة البرمجة
الموضوعات الرئيسية للفقرة:
ما هو نظام التشغيل؛
- الوضع التفاعلي؛
- برامج الخدمة ؛
- أنظمة البرمجة.
قضايا قيد الدراسة:
مفهوم البرمجيات.
- أنواع البرمجيات
- تكوين البرامج التطبيقية.
- برامج النظام ووظائف نظام التشغيل.
- مفهوم الأسلوب التفاعلي للعملية.
- برامج الخدمة.
- نظام البرمجة - أداة لعمل المبرمج.
ما هو نظام التشغيل
ما هي برامج التطبيق سهل الفهم. ما هي برامج النظام؟
الجزء الرئيسي من برنامج النظام هو نظام التشغيل(نظام التشغيل).
نظام التشغيل عبارة عن مجموعة من البرامج التي تدير ذاكرة الوصول العشوائي والمعالج والأجهزة والملفات الخارجية بالإضافة إلى إجراء حوار مع المستخدم.
يحتاج نظام التشغيل إلى الكثير من العمل ، وهو في حالة عمل طوال الوقت تقريبًا. على سبيل المثال ، من أجل تنفيذ برنامج تطبيق ، تحتاج إلى العثور عليه في ذاكرة خارجية (على القرص) ، ووضعه في ذاكرة الوصول العشوائي (بعد أن وجدت مساحة خالية هناك) ، وبدء تنفيذ البرنامج ، ومراقبة تشغيل جميع أجهزة الكمبيوتر أثناء التنفيذ ، وعرض رسائل التشخيص في حالة حدوث أعطال. يتم الاهتمام بكل هذه المخاوف بواسطة نظام التشغيل.
فيما يلي أسماء بعض أنظمة التشغيل الشائعة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية: Windows و Linux و MacOS.
الوضع التفاعلي
يتواصل نظام التشغيل مع المستخدم من خلال بيئة حوار محددة (shell) معروضة على الشاشة: "سطح المكتب" ، مدير الملفات ، وما إلى ذلك. ولرغبته في تنفيذ بعض الإجراءات ، يرسل المستخدم الأمر المقابل إلى نظام التشغيل ، ويعمل على عناصر بيئة الحوار. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أمرًا لبدء تشغيل برنامج تطبيق ، أو أمرًا لإجراء عملية باستخدام الملفات (حذف ملف ، أو نسخة ، وما إلى ذلك) ، أو أمر للإبلاغ عن الوقت أو التاريخ الحاليين ، أو أمرًا لإعادة تشغيل الكمبيوتر. بعد الانتهاء من هذه المرحلة من العمل ، يدخل نظام التشغيل في حالة انتظار الأمر التالي من المستخدم.
يسمى هذا الوضع من العمل وضع المحادثة.. بفضل نظام التشغيل ، لا يشعر المستخدم أبدًا أنه ترك لأجهزته الخاصة. تعمل جميع أنظمة التشغيل على أجهزة الكمبيوتر الشخصية مع المستخدم في وضع الحوار. غالبًا ما يشار إلى وضع الحوار على أنه الوضع التفاعلي..
برامج الخدمة
بالإضافة إلى نظام التشغيل ، يجب أن تتضمن برامج النظام أيضًا الكثير من برامج الخدمة ، طبيعة الخدمة. على سبيل المثال ، هذه هي برامج صيانة القرص (النسخ ، التنسيق ، "الشفاء" ، إلخ) ، ضغط الملفات على الأقراص (المحفوظات) ، مكافحة فيروسات الكمبيوتر ، وأكثر من ذلك بكثير.
فيروس الكمبيوتريشير إلى التعليمات البرمجية الضارة التي يمكن أن تلحق الضرر ببيانات الكمبيوتر أو تعطلها. الناقلات الرئيسية للفيروسات هي: البرامج غير المرخصة ، والملفات المنسوخة من مصادر عشوائية ، بالإضافة إلى شبكة الإنترنت العالمية للحاسوب. يتم التعامل مع فيروسات الكمبيوتر بواسطة متخصصين يقومون بإنشاء برامج مكافحة الفيروسات.
يجب تضمين برامج مكافحة الفيروسات في برامج الكمبيوتر. ومع ذلك ، لا يكفي تثبيت مثل هذا البرنامج على جهاز كمبيوتر مرة واحدة فقط. بعد ذلك ، تحتاج إلى تحديث قاعدة البيانات الخاصة به بانتظام - إضافة إعدادات لأنواع جديدة من الفيروسات. في أسرع وقت ، يتم إجراء مثل هذا التحديث عبر الإنترنت بواسطة خوادم الشركات المصنعة لبرامج مكافحة الفيروسات.
أنظمة البرمجة
بالإضافة إلى برامج النظام والتطبيق ، هناك نوع ثالث من البرامج. يطلق عليه أنظمة البرمجة (SP).
نظام البرمجة هو مجموعة من الأدوات المصممة للعمل مع البرامج بإحدى لغات البرمجة.
المبرمجين يعملون مع أنظمة البرمجة. يطورون برامج الكمبيوتر. يركز كل مشروع مشترك على لغة برمجة معينة. هناك العديد من اللغات المختلفة ، مثل Pascal ، و BASIC ، و FORTRAN ، و C ("C") ، و Assembler ، و LISP ، وما إلى ذلك. في هذه اللغات ، يقوم المبرمج بكتابة البرامج ، وبمساعدة أنظمة البرمجة يقوم بإدخالها في الكمبيوتر ، ويقوم بتصحيح الأخطاء الاختبارات ينفذ.
ينشئ المبرمجون جميع أنواع البرامج: النظام وأنظمة البرمجة التطبيقية والجديدة.
باختصار عن الرئيسي
برنامج النظام- جزء إلزامي من البرنامج. جوهره هو نظام التشغيل (OS). يرتبط نظام التشغيل مباشرة بالأجهزة ويتحكم في تشغيلها ، وينظم العمل مع الملفات ، ويقوم بإجراء حوار مع المستخدم.
لخدمة البرامجتشمل برامج صيانة القرص ، والمحفوظات ، وبرامج مكافحة الفيروسات ، وما إلى ذلك.
أنظمة البرمجة- أدوات للمبرمجين.
أسئلة ومهام
1. ما هي أنواع البرامج المتوفرة على أجهزة الكمبيوتر الحديثة؟ جهز رسالة.
2. ما هو نظام التشغيل (OS)؟ ما هي وظائفها الرئيسية؟
3. ما هو الوضع التفاعلي للاتصال بين نظام التشغيل والمستخدم؟
4. ما هي أنظمة البرمجة؟ من يعمل معهم؟
التطبيق الإلكتروني للدرس
تنزيل مواد الدرس
مقدمة
الكمبيوتر نفسه ليس لديه معرفة في أي مجال من مجالات التطبيق. تتركز كل هذه المعرفة في البرامج التي تعمل على أجهزة الكمبيوتر. تتضمن برامج أجهزة الكمبيوتر الحديثة العديد من البرامج - من الألعاب إلى العلمية. البرمجيات (SW) هي جزء لا يتجزأ من نظام الكمبيوتر. إنه استمرار منطقي للوسائل التقنية. يتم تحديد نطاق جهاز كمبيوتر معين بواسطة البرنامج الذي تم إنشاؤه له.
يُفهم البرنامج على أنه مجموعة من الأدوات البرمجية لإنشاء وتشغيل أنظمة معالجة البيانات باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر.
يشمل البرنامج أيضًا المجال الكامل لتصميم البرامج وتطويرها.
ويشمل:
تكنولوجيا تصميم البرنامج ؛
طرق اختبار البرنامج ؛
طرق إثبات صحة البرامج ؛
تحليل جودة البرامج.
وثائق البرنامج ؛
تطوير واستخدام أدوات البرمجيات التي تسهل عملية تصميم البرامج ، وأكثر من ذلك بكثير.
تتضمن برامج الخدمة:
1. برامج التشغيل (البرامج التي يصل من خلالها نظام التشغيل إلى أجهزة الجهاز. وهي مصممة للتحكم في منافذ الأجهزة الطرفية ، وعادة ما يتم تحميلها في ذاكرة الوصول العشوائي عند بدء تشغيل الكمبيوتر).
فيما يلي قائمة بالتطبيقات بعيدة كل البعد عن أن تكون كاملة: اتصال الماوس؛ لوحات المفاتيح توصيل الراسمات (الراسمات) والماسحات الضوئية والطابعات وآلات النسخ (آلات التصوير) والمحولات الرقمية ؛ الاتصال بين جهازي كمبيوتر عبر منافذ البيانات التسلسلية ؛ توصيل أجهزة المودم لنقل البيانات عبر خطوط الهاتف ؛ الاتصال بشبكة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية.
2. المرافق (البرامج المساعدة أو الخدمات التي تزود المستخدم بعدد من الخدمات الإضافية).
الممثلون النموذجيون للمرافق هم:
مديري الملفات أو مديري الملفات ؛
أرشفة الملفات والمجلدات والأقراص ؛
أدوات الاتصال (برامج الاتصال) مصممة لتنظيم تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر ؛
أدوات أمان الكمبيوتر (النسخ الاحتياطي ، برامج مكافحة الفيروسات) ؛
برامج ضغط القرص الديناميكي. إنها تسمح لك بزيادة كمية المعلومات المخزنة على الأقراص عن طريق ضغطها ديناميكيًا. تضغط هذه البرامج المعلومات عند الكتابة على قرص ، وتستعيدها في شكلها الأصلي عند القراءة.
برامج إلغاء تثبيت التطبيقات المثبتة على الكمبيوتر. تعمل كبديل لمربع حوار إضافة / إزالة البرنامج القياسي في Windows. في نفس الوقت ، تعمل حوالي 5-10 مرات أسرع. هناك وظيفة للبحث عن تطبيق عن طريق الكلمات الرئيسية.
غالبًا ما يتم دمج الأدوات المساعدة في مجمعات ، وأكثرها شيوعًا هي Norton Utilities و PC Tools Deluxe و Mace Utilities.
تجدر الإشارة إلى أن بعض الأدوات المساعدة هي جزء من نظام التشغيل ، بينما يعمل الجزء الآخر بشكل مستقل.
اختبار البرمجياتهي أداة تشخيصية ؛ أدوات التحكم التي تسمح لك بالتحقق من تكوين الكمبيوتر والتحقق من أداء أجهزة الكمبيوتر ، وخاصة محركات الأقراص الثابتة. الغرض من الاختبارات هو اكتشاف الأخطاء في تشغيل الكمبيوتر أو نظام الكمبيوتر ككل. تؤدي بعض البرامج وظائف مساعدة مختلفة: على سبيل المثال ، إصدار معلومات تعليمات حول الكمبيوتر ، والتحقق من صحة أجهزة الكمبيوتر ، وتنظيف سجل النظام ، وتنظيف القرص من الملفات المؤقتة وغير الضرورية ، وتحرير مجلد بدء التشغيل ، وما إلى ذلك.
أدوات البرمجةمصممة لإنشاء البرامج. وهي تشمل لغات وأنظمة البرمجة التي توفر الدعم لجميع مراحل العمل على إنشاء البرامج: إنشاء الكود المصدري لبرنامج بلغة برمجة ، والترجمة / الترجمة ، وتصحيح الأخطاء ، والتوثيق ، ودعم وصيانة منتجات البرامج.
عادة ما تحتوي أنظمة البرمجة على مترجمين (مجمعين ومترجمين فوريين) ؛ مكتبات البرامج المرجعية (الوظائف ، الإجراءات) ، الروابط ، التحميلات والمصححات.
وظيفة الربط هي ربط برنامج من العديد من الوحدات النمطية للكائنات. نظرًا لأن كل وحدة من وحدات الكائن في برنامج ما مشتقة من عملية ترجمة منفصلة تعمل على وحدة نمطية واحدة فقط ، فإن استدعاءات الإجراءات والبيانات الموجودة في الوحدات النمطية الأخرى لا تحتوي على عناوين فعلية في وحدات الكائن. يتم تنفيذ وظيفة الربط بواسطة برنامج منفصل يسمى محرر الارتباطأو رابط. يؤدي محرر الارتباط فقط وظيفة الربط - تجميع برنامج من العديد من الوحدات النمطية للكائنات وتوليد العناوين في المكالمات إلى نقاط خارجية. ناتج الرابط هو وحدة تحميل.
لوضع برنامج كائن في ذاكرة الوصول العشوائي ، يجب إيجاد مساحة خالية في الذاكرة وتخصيصها. لأداء هذه الوظيفة ، يقوم البرنامج محمليشير إلى نظام التشغيل ، الذي يفي بطلبه لتخصيص الذاكرة في إطار آلية إدارة الذاكرة العامة. المحمل هو برنامج يقوم بإعداد برنامج كائن للتنفيذ ويبدأ تنفيذه.
المصححهو تطبيق منفصل مصمم لاكتشاف الأخطاء في البرنامج. يسمح لك مصحح الأخطاء بالمرور عبر التتبع ، أو مراقبة ، أو تعيين أو تغيير قيم المتغيرات أثناء تنفيذ البرنامج ، وتعيين وإزالة نقاط التوقف أو شروط التوقف ، وما إلى ذلك. بعد كل شيء ، في الواقع ، ما هو عمل مصحح الأخطاء؟ لمساعدة المبرمج على توطين الخطأ لوظيفة معينة ، عملية محددة ، متغير محدد. يمكن لنظام التشغيل أيضًا مساعدة مصحح الأخطاء في هذه المهمة الصعبة.
يجمع برنامج التطبيق بين مجموعة واسعة من البرامج المصممة لأنظمة المعلومات المختلفة. ومع ذلك ، لا يمكن تشغيل هذه البرامج بدون تشغيل نظام التشغيل (OS) ، الذي يوفر البيئة اللازمة لتنفيذها.
برمجة (برنامج ، برنامج) عبارة عن مجموعة من البرامج الخاصة التي تسمح لك بتنظيم معالجة المعلومات باستخدام جهاز كمبيوتر.
نظرًا لأنه بدون برنامج ، لا يمكن للكمبيوتر الشخصي أن يعملمن حيث المبدأ ، فهو جزء لا يتجزأ منأي جهاز كمبيوتر ويأتي مع أجهزته(المعدات).
برنامج- وصف كامل ودقيق لتسلسل الإجراءات (التعليمات) لجهاز الكمبيوتر لمعالجة المعلومات ، مكتوبًا بلغة مفهومة للكمبيوتر.
البرمجيات (البرمجيات) - مجموعة من البرامج الخاصة التي تسهل عملية إعداد المهام للتنفيذ على الكمبيوتر وتنظيم مرورها عبر الجهاز ، وكذلك الإجراءات والأوصاف والتعليمات والقواعد ، إلى جانب جميع الوثائق المرتبطة بهذه المكونات المستخدمة في تشغيل نظام الكمبيوتر.
معالجة المعلومات وإدارة الكمبيوتر البرامج، وليس الأجهزة.
لطالما سيطرت ابتكارات البرمجيات على تطورات الأجهزة الجديدة. حزمة البرامج أغلى (أحيانًا عدة مرات) من تكلفة كمبيوتر من فئة مناسبة.
من أجل الاستخدام الفعال للكمبيوتر ، يجب أن يكون هناك تطابق بين مستوى تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر والبرمجيات. من ناحية أخرى ، يحدد البرنامج وظائف الكمبيوتر. من ناحية أخرى ، قد يكون تثبيت برنامج معين مقيدًا بميزات تصميم الكمبيوتر.
الغرض من البرنامج:
- ضمان صحة الكمبيوتر ؛
- تسهيل تفاعل المستخدم مع الكمبيوتر ؛
- تقليل الدورة من تحديد المهمة إلى الحصول على النتيجة ؛
- زيادة كفاءة استخدام موارد الكمبيوتر.
يسمح البرنامج بما يلي:
- تحسين تنظيم نظام الكمبيوتر من أجل تعظيم الاستفادة من قدراته ؛
- زيادة إنتاجية وجودة عمل المستخدم ؛
- تكييف برامج المستخدم مع موارد نظام حوسبة معين ؛
- توسيع برنامج نظام الكمبيوتر.
يتم تحقيق أقصى استفادة من إمكانيات نظام الكمبيوتر ، في البداية، من خلال تخصيص الحد الأدنى من الموارد اللازمة لكل مستخدم أو مهمة لحل مهامها في الوقت المناسب وعالي الجودة ، ثانيًا، من خلال الاتصال بموارد نظام الحوسبة بعدد كبير من المستخدمين (بما في ذلك البعيدون) ، الثالث، من خلال إعادة توزيع الموارد بين مختلف المستخدمين والمهام اعتمادًا على حالة النظام ومعالجة الطلبات.
يحدث تحسين إنتاجية وجودة عمل المستخدمين بسبب أتمتة إجراءات الحساب والتصميم ، والتي يتم تنفيذها باستخدام مجموعة متنوعة من أدوات البرمجة (اللغة الحسابية ، حزم برامج التطبيقات) وأجهزة الإدخال والإخراج الملائمة.
يتم ضمان قابلية برامج المستخدم للتكيف مع موارد نظام حوسبة معين من خلال حقيقة أن نظام التشغيل يحتوي على وسيلة لخدمة مجموعة واسعة من تكوينات الماكينة. بالإضافة إلى ذلك ، يتيح لك نظام التشغيل إنشاء البرامج الموجودة وتخصيصها بسهولة لمختلف أجهزة الإدخال / الإخراج.
يتضمن توسيع البرامج الحالية الميزات التالية:
- إنشاء المستخدم لبرامجه وحزمه الخاصة التي تنفذ مهام حسابية محددة وعمليات تحكم للأجهزة الفردية ونظام الحوسبة بأكمله ككل ؛
- استكمال البرامج الحالية بالبرامج التي تسمح لك بتوسيع إمكانيات نظام التشغيل ، والعمل مع أنواع جديدة من الأجهزة الخارجية ، وأنظمة الحوسبة الجديدة (أجهزة الكمبيوتر) ، في مجالات جديدة من التطبيق.
يركز البرنامج على استخدام أنظمة الحوسبة في مختلف مجالات النشاط ويجب أن يوفر حلاً مناسبًا وفي الوقت المناسب للمهام. هذا يستلزم عددا من المتطلبات عند تطوير مكونات البرامج أهمها:
- نمطية.
- قابلية التطوير والتطوير ؛
- الموثوقية؛
- القدرة على التنبؤ.
- الراحة وبيئة العمل.
- المرونة؛
- نجاعة؛
- التوافق.
المبادئ الأساسية لتطوير البرمجيات الحديثة:
- براعة حدودي
- التكرار الوظيفي
- الانتقائية الوظيفية.
يمكن تثبيت البرامج على جهاز الكمبيوتر بطريقتين:
- التثبيت من التوزيع
- عن طريق النسخ البسيط
المستوى الأول (الأدنى) التسلسل الهرمي مشغول بالبرامج الداخلية للكمبيوتر الشخصي المخزنة في ذاكرته الدائمة. بمساعدته ، يؤدي الكمبيوتر الشخصي الوظائف الأساسية التي يحددها هيكل الأجهزة. تعمل برامج البرامج الثابتة مباشرة مع الوحدات النمطية لأجهزة الكمبيوتر. نتيجة لذلك ، فهي مرتبطة وظيفيًا بها ، وعندما يتم استبدال وحدة أجهزة معينة ، من الضروري أيضًا استبدال برنامج البرنامج الداخلي المصمم للعمل معها.
البرامج التي تحتفظ بوحدات الأجهزة تسمى برامج التشغيل أو السائقين. إنها تسمح ، عند استبدال أو توصيل وحدة أجهزة جديدة ، بعدم إجراء تغييرات في برامج الكمبيوتر الأخرى ، ولكن فقط لتغيير برنامج تشغيل وحدة الأجهزة المقابلة.
البرنامج الداخلي هو واجهة برمجية توفر ربط الكمبيوتر بجميع البرامج الأخرى. يتم الوصول إلى البرامج الثابتة فقط من خلال نظام مقاطعة البرنامج.
يؤدي البرنامج الداخلي الوظائف الرئيسية التالية:
- يدير مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية ؛
- يجري فحصًا سريعًا لقابلية تشغيل الكمبيوتر عند تشغيله ؛
- يعيد تعيين وحدات الأجهزة الفردية ؛
- يحمّل برامج نظام التشغيل.
العناصر الرئيسية للبرنامج الداخلي هي برامج تشغيل الإدخال / الإخراج وبرنامج الاختبار الذاتي وبرنامج التمهيد. يتفاعل البرنامج الداخلي ، من ناحية ، مع الوحدات الوظيفية للكمبيوتر الشخصي ، ومن ناحية أخرى ، ينفذ واجهة البرنامج لنظام التشغيل.
برنامج الاختبار الذاتي مصممة لاختبار الوحدات الوظيفية للكمبيوتر ، أي ضبط دوائر الحاسوب على الحالة الأولية بتحميل سجلات البرنامج بالمعلومات اللازمة. عند فحص الوحدات الوظيفية الفردية للكمبيوتر الشخصي ، قد يتم اكتشاف أعطال فيها. يقوم برنامج الاختبار الذاتي بإعلام المستخدم بالأخطاء المكتشفة باستخدام الرسائل التي تظهر على الشاشة و / أو إشارة مسموعة.
إذا تم العثور على خطأ ، يمكن متابعة فحص الكمبيوتر باستخدام برامج التشخيص التي يتم تحميلها من قرص مرن. إذا لم يؤد الخطأ إلى تعطيل تشغيل جهاز الكمبيوتر ، فيمكن إهماله بناءً على طلب المستخدم. إذا تم تضمين وحدة وظيفية جديدة في الكمبيوتر ، فسيتم إضافة برنامج الاختبار الذاتي لهذه الوحدة إلى برنامج الاختبار الذاتي العام.
عند الانتهاء بنجاح من الاختبار الذاتي ، يكون الكمبيوتر جاهزًا للتشغيل. يتم نقل التحكم عبر مقاطعة البرنامج إلى برنامج bootstrap. تم تصميم هذا البرنامج لقراءة المكونات الأخرى لنظام التشغيل في ذاكرة الوصول العشوائي. إذا نجحت هذه العملية ، فسيتم نقل التحكم إلى البرنامج الذي تم قراءته للتو.
محركات I / O تستخدم لخدمة الأجهزة الطرفية للكمبيوتر الشخصي. تعمل هذه البرامج مباشرة مع وحدات التحكم المقابلة ، مما يسمح للمستخدم بعدم معرفة التنظيم المادي لجهاز معين والعمل فقط مع أوامر السائق التي تنفذ صيانته.
للسائقين الميزات التالية:
- هيكل مفتوح يسمح لك بإضافة برامج تشغيل جديدة إلى النظام ؛
- المرونة في تنظيم الوصول إلى برامج التشغيل من خلال مقاطعات البرامج ، مما يسمح لك بعدم إصلاحها في مناطق محددة بدقة من الذاكرة ، لاستبدالها بسرعة وسهولة ؛
- هيكل مخصص يوجه برامج التشغيل إلى فئة معينة من الأجهزة الطرفية ، يتم وضع معلماتها في جداول خاصة. يتم تكوين برامج التشغيل لأجهزة طرفية معينة عن طريق تغيير القيم في هذه الجداول ؛
- موقع مقيم في ذاكرة الوصول العشوائي ، مما يتيح لك استخدام برنامج التشغيل في أي وقت من أي برنامج.
تتضمن برامج التشغيل الرئيسية: برنامج تشغيل القرص الصلب ، وبرنامج تشغيل محول الفيديو ، وبرنامج تشغيل لوحة المفاتيح ، وبرنامج تشغيل الطابعة ، وبرامج تشغيل النظام (ضبط مؤقت ، والتحقق من تكوين الكمبيوتر ، وتحديد سعة ذاكرة الوصول العشوائي) ، وبرامج تشغيل إضافية (برنامج تشغيل الاتصالات ، وما إلى ذلك).
يأخذ نظام التشغيل المستوى الثاني (المتوسط)التسلسل الهرمي للبرنامج. يدير موارد نظام الكمبيوتر ، والتي تشمل ذاكرة الوصول العشوائي والذاكرة الخارجية وأجهزة الإدخال / الإخراج وبرامج المستخدم. يتفاعل نظام التشغيل مع الكمبيوتر من خلال واجهة البرنامج الداخلية. هذا يجعل من الممكن لأجهزة الكمبيوتر التي لديها اختلافات في الأجهزة العمل مع نفس نظام التشغيل.
OS عبارة عن مجموعة من برامج التحكم في الكمبيوتر الشخصي.
يتم تحديد تكوين البرنامج من خلال مجموعة المهام التي ينوي المستخدم حلها باستخدام الكمبيوتر.
عن طريق التعيين ، أي اعتمادًا على فئة المهام المراد حلها ، يتم عادةً تقسيم البرامج إلى مجموعتين رئيسيتين: عامة (أساسية) وتطبيقية.
تصنيف البرامج حسب الغرض الوظيفي
مخطط التصنيف العام للبرامج
- مجموعة من البرامج التي تضمن تشغيل الكمبيوتر ؛ مجموعة من البرامج التي تنظم عملية الحوسبة وتدير موارد الكمبيوتر.
- مجموعة من الأدوات البرمجية التي تسمح لك بتطوير البرامج.
- مجموعة من البرامج المصممة لحل المشكلات من مختلف مجالات النشاط البشري.
ما هي الاتجاهات الرئيسية في تطوير أجهزة الكمبيوتر من الجيل الخامس؟
وصف مبدأ تشغيل طابعات الليزر.
ما هي اللوحة الأم؟ ما هي مكونات الكمبيوتر الموجودة عليه؟
ما هي البرامج المضمنة في BIOS؟
ما هي وظيفة ذاكرة الوصول العشوائي في الكمبيوتر؟
ما هي المعلمات الرئيسية للمعالج؟ ما الذي يميز تردد الساعة وما هي الوحدات التي يتم قياسها؟
ما معنى المبدأ المعياري الرئيسي لبناء بنية الكمبيوتر الشخصي؟
ما هي أنواع الحافلات الموجودة في الكمبيوتر وما الغرض منها؟
ما هو العنصر الأساسي الذي كان أساس إنشاء أجهزة كمبيوتر من الجيل الثالث؟
ما هي مبادئ بناء الكمبيوتر التي طورها جون فون نيومان؟
ما هي مساهمة C. Babbage في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر؟
الفصل 3
برنامج لأجهزة الكمبيوتر الشخصية
الكلمات الدالة:برنامج ، برنامج نظام ، برنامج تطبيقي ، ملف ، مجلد ، عمليات الملفات ، نظام الملفات ، نظام التشغيل Windows XP ، القائمة الرئيسية ، البرامج القياسية ، الاختصار ، سطح المكتب ، النوافذ ، لوحة التحكم ، المستكشف ، سلة المحذوفات ، التنسيق ، محرك البحث ، حزمة Microsoft Office قرصنة البرمجيات اتفاقية الترخيص.
يعتمد الاستخدام الفعال لأحدث تقنيات المعلومات على الاختيار المختص والصحيح ليس فقط لجهاز كمبيوتر من التكوين المناسب ، ولكن أيضًا للبرامج التي توفر معالجة معلومات الكمبيوتر.
يعتمد اختيار البرنامج المناسب على نوع المعلومات التي تتم معالجتها ، وأشكال عرضها ، والعمليات المنجزة ، وأشكال إخراج المعلومات ، وما إلى ذلك. وهذا يعني معرفة حالة البرامج الحديثة (SW).
برنامجهي مجموعة من المشغلين ، ككل ، تستخدم للتحكم في تشغيل الكمبيوتر. أي برنامج موجود في ذاكرة الكمبيوتر ويتم تنشيطه عند استرجاعه من الذاكرة في شكل سلسلة من الأوامر.
تحت البرمجياتيشير إلى مجموعة من الأدوات البرمجية لإنشاء وتشغيل أنظمة معالجة البيانات عن طريق تكنولوجيا الكمبيوتر. اعتمادًا على الوظائف التي يؤديها البرنامج ، يمكن تقسيمها إلى أنواع (الشكل 3.1).
يحتل برنامج النظام (SPO) مكانًا مهمًا في البرنامج. يُقصد بمصطلح System Software البرامج وحزم البرامج المشتركة بين جميع المستخدمين والتي تُستخدم لأتمتة إنشاء برامج جديدة ولضمان تنفيذ البرامج الموجودة.
يمكن تنظيم بيئة التشغيل المقابلة في نظام التشغيل كجهاز افتراضي منفصل. تتضمن فئة برامج النظام أيضًا برامج محاكاة تتيح لك محاكاة نظام تشغيل آخر في نظام التشغيل. قد يقوم عدد من أنظمة التشغيل بتنفيذ برامج تم إنشاؤها لأنظمة تشغيل أخرى.
إن جوهر أي برنامج مفتوح المصدر هو نظام التشغيل ، لذلك ستتم مناقشته بمزيد من التفصيل أدناه.
أنظمة البرمجةمصمم في الغالب لإنشاء برامج جديدة. تتضمن هذه الأنظمة عادةً لغات البرمجة ، والتي ، كقاعدة عامة ، مخصصة للمبرمجين المحترفين. يعمل أي نظام برمجة فقط في نظام التشغيل المقابل الذي تم إنشاؤه من أجله ، ومع ذلك ، يمكن أن يسمح لك بتطوير برامج لأنظمة تشغيل أخرى. في الآونة الأخيرة ، ظهرت أنظمة برمجة قوية في Java و Delphi و C ++ و Visual Basic.
الفئات المهمة من برامج النظام هي أيضًا برامج مساعدة - أدوات مساعدة (lat. المنفعة - المنفعة).
خدماتتسمى برامج النظام الخاصة التي يمكن استخدامها لخدمة نظام التشغيل نفسه والبرامج المتعلقة بصيانة نظام الكمبيوتر. إما أنها توسع وتكمل القدرات المقابلة لنظام التشغيل ، أو تحل المشكلات المستقلة.
هناك أنواع المرافق التالية:
برامج التحكم,الاختبار والتشخيص، والتي تُستخدم للتحقق من الأداء الصحيح لأجهزة الكمبيوتر واكتشاف الأعطال أثناء التشغيل والإشارة إلى أسباب الخلل وموقعه ؛
برامج - السائقين، مما يزيد من قدرة نظام التشغيل على إدارة أجهزة الإدخال / الإخراج ، وذاكرة الوصول العشوائي ، وما إلى ذلك. بمساعدة السائقين ، من الممكن توصيل أجهزة جديدة بالكمبيوتر أو استخدام غير قياسي للأجهزة الموجودة ؛
برامج - حزم(المحفوظات) ، والتي تسمح لك بكتابة المعلومات على الأقراص بشكل أكثر كثافة ، بالإضافة إلى دمج نسخ من عدة ملفات في ملف أرشيف واحد ؛
برامج مكافحة الفيروساتمصممة لمنع الإصابة بفيروسات الكمبيوتر والقضاء على عواقب هذه العدوى ؛
برامج تحسين مساحة القرص ومراقبة الجودة;
برامج استعادة البيانات والتنسيق وحماية البيانات;
برامج الاتصالتنظيم تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر عند دمجها في شبكات الكمبيوتر ؛
برنامج إدارة الذاكرة، مما يوفر استخدامًا أكثر مرونة لذاكرة الوصول العشوائي ؛
برامج حرق الأقراص المضغوطة CD - ROM، CD - RW، DVDواشياء أخرى عديدة.
تعد بعض الأدوات المساعدة جزءًا من نظام التشغيل ، بينما يعمل البعض الآخر بشكل مستقل.
أنظمة إدارة الملفاتمصممة لسهولة الوصول إلى البيانات المخزنة في ذاكرة الكمبيوتر على شكل ملفات.
ملفهي مجموعة مسماة من البيانات منظمة كمجموعة من السجلات من نفس البنية. لإدارة هذه البيانات ، يتم إنشاء أنظمة إدارة الملفات. كقاعدة عامة ، تحتوي جميع أنظمة التشغيل الحديثة على أنظمة إدارة الملفات. هناك أنظمة تشغيل تدعم أنظمة ملفات متعددة. يمكن لبعض أنظمة التشغيل البسيطة أن تعمل بدون أنظمة الملفات.
حسب طرق تسمية الملفات ، هناك أسماء "قصيرة" و "طويلة". قبل ظهور Windows 95 ، كانت الاتفاقية 8.3 هي الطريقة الشائعة لتسمية الملفات. وفقًا لهذه الاتفاقية المعتمدة في MS - DOS ، يتألف اسم الملف من جزأين: الاسم الفعلي والملحق. اسم الملف هو 8 أحرف ، والملحق هو 3 أحرف. يتم فصل الاسم عن الامتداد بنقطة. لا يمكن أن يشتمل كل من الاسم والامتداد إلا على أحرف أبجدية رقمية من الأبجدية اللاتينية.
العيب الرئيسي للأسماء "القصيرة" هو قلة محتواها. ليس من الممكن دائمًا التعبير عن خصائص ملف ببضعة أحرف ، لذلك مع ظهور Windows 95 ، تم تقديم مفهوم الاسم "الطويل". يمكن أن يحتوي هذا الاسم على ما يصل إلى 256 حرفًا. هذا كافٍ لإنشاء أسماء ملفات ذات معنى. يُسمح بالمسافات والنقاط المتعددة في الاسم. لا يتم تمييز الأحرف الكبيرة والصغيرة بواسطة نظام التشغيل ، ولكن يتم عرض الأحرف المختلطة بواسطة نظام التشغيل. امتداد الاسم هو جميع الأحرف بعد النقطة الأخيرة ، على سبيل المثال:
في أنظمة التشغيل الحديثة ، يمكن لأي امتداد لاسم الملف أن يحمل معلومات لنظام التشغيل. يوفر Windows أدوات لتسجيل خصائص نوع الملف بناءً على ملحق الاسم. لذلك ، في كثير من الحالات ، لا يعد اختيار امتداد اسم الملف مسألة خاصة للمستخدم. تقدم تطبيقات هذه الأنظمة تحديد الجزء الرئيسي فقط من الاسم وتحديد نوع الملف ، ويتم كتابة ملحق الاسم المقابل تلقائيًا:
.xls-جدول بيانات MS Excel ؛
.doc- ملف نصي لمحرر MS Word ؛
.mdb- ملف قاعدة بيانات MS Access ؛
.أَزِيز -ملف معبأ
.bmp- ملف رسومي ، إلخ.
بالإضافة إلى اسم وامتداد اسم الملف ، يخزن نظام التشغيل لكل ملف تاريخ إنشائه (التغيير) والحجم والعديد من قيم العلم ، تسمى سمات الملف.
صفاتهي معلمات إضافية تحدد خصائص الملف. يسمح نظام التشغيل بالتحكم بها وتعديلها. تؤخذ قيم السمات في الاعتبار عند إجراء عمليات الملف.
هناك أربع سمات رئيسية:
يقرأ فقط؛
مختفي؛
نظام؛
أرشيف.
ينسب " للقراءة فقط»يحد من القدرة على العمل مع الملف. الضبط يعني أن الملف ليس المقصود تعديله.
ينسب " مختفييشير ”لنظام التشغيل إلى أنه يجب عدم عرض هذا الملف على الشاشة أثناء عمليات تشغيل الملفات. هذا إجراء حماية ضد تلف الملفات المتعمد أو غير المتعمد.
ينسب " النظامية»يحدد الملفات التي لها وظائف مهمة في تشغيل نظام التشغيل نفسه. الميزة المميزة لهذه السمة هي أنه لا يمكن تغييرها باستخدام أدوات نظام التشغيل. عادةً ما تحتوي معظم الملفات التي تحتوي على مجموعة سمات النظام أيضًا على مجموعة السمات المخفية.
ينسب " أرشيفيةتم استخدام 'في الماضي لتشغيل برامج النسخ الاحتياطي. كان من المفترض أن يقوم أي برنامج يعدل الملف بتعيين هذه السمة تلقائيًا. تستخدم برامج النسخ الاحتياطي الحديثة وسائل أخرى لتحديد ما إذا كان الملف قد تم تعديله أم لا ، ولا تؤخذ هذه السمة في الاعتبار. لا يعد تغييرها يدويًا باستخدام أدوات نظام التشغيل ذا أهمية عملية كبيرة.
مجلد(الدليل) هو مكان خاص على القرص يتم فيه تسجيل جميع المعلومات حول الملفات (الاسم والحجم والخصائص وتاريخ الإنشاء ووقته ، إلخ).
قبل ظهور نظام التشغيل Windows 95 ، تم استخدام المصطلح "دليل" لوصف بنية الملف الهرمي. مع ظهور عائلة أنظمة التشغيل Windows ، تم تقديم مصطلح جديد - "المجلد". هذه المصطلحات متكافئة: يتوافق كل دليل ملف على القرص مع مجلد نظام التشغيل الذي يحمل نفس الاسم.
تعد المجلدات عناصر مهمة في بنية هرمية ضرورية لتوفير وصول سهل إلى الملفات إذا كان هناك عدد كبير جدًا من الملفات على الوسائط. يتم دمج الملفات في مجلدات وفقًا لأي ميزة مشتركة يحددها منشئها (حسب النوع والملكية والغرض ووقت الإنشاء وما إلى ذلك). يتم تضمين مجلدات المستويات الأدنى في مجلدات ذات مستويات أعلى ويتم تضمينها في مجلدات ذات مستويات أعلى. المستوى الأعلى لتداخل الهيكل الهرمي هو المجلد الجذر للقرص.
لا تختلف قواعد تسمية المجلد عن قواعد تسمية الملف ، على الرغم من أنه ليس من المعتاد إعطاء ملحقات اسم المجلد خلف الكواليس.
في هياكل البيانات الهرمية ، يتم إعطاء عنوان الكائن من خلال مسار (مسار وصول) يؤدي من أعلى الهيكل إلى الكائن. عند كتابة مسار إلى ملف يمر عبر نظام من الدلائل المتداخلة ، يتم فصل جميع الأدلة الوسيطة عن بعضها البعض بحرف معين. تستخدم العديد من أنظمة التشغيل "\" (شرطة مائلة للخلف) على هذا النحو ، على سبيل المثال:
يتم إنشاء نظام إدارة الملفات للعمل في نظام تشغيل محدد ومع نظام ملفات معين. من الضروري التمييز بوضوح بين مفهومي "نظام الملفات" و "نظام إدارة الملفات". هذا يعني أنه من أجل العمل مع الملفات المنظمة وفقًا لنظام ملفات معين ، يجب تطوير نظام إدارة ملفات مناسب لكل نظام تشغيل.
من خلال استخدام نظام إدارة الملفات ، يتم تزويد المستخدمين بالخيارات التالية: إنشاء وحذف وإعادة تسمية الملفات والمجلدات وتسميتها ؛ نسخ الملفات ونقلها ؛ التنقل عبر بنية الملف للوصول إلى ملف أو مجلد معين ؛ إدارة سمات الملف ؛ حماية الملفات من الوصول غير المصرح به ، وما إلى ذلك.
لتمهيد نظام التشغيل نفسه وتنظيم عمل نظام إدارة ملفات معين ، تم اعتماد اتفاقيات خاصة بشأن بنية القرص الصلب ، ويعتمد مبدأ تنظيم نظام الملفات على نظام التشغيل. يتم تمثيل القرص الصلب كمجموعة من الأسطح. تحتوي الأقراص المرنة على اثنين منهم فقط (علوي وسفلي). محركات الأقراص الصلبة هي في الواقع "أرفف" تتكون من عدة ألواح ، بحيث تحتوي على المزيد من الأسطح. ينقسم كل سطح قرص إلى مسارات دائرية ، وكل مسار إلى قطاعات (الشكل 3.2). أحجام القطاعات ثابتة وتساوي 512 بايت.
للعثور على ملف معين على القرص ، تحتاج إلى معرفة موقعه (العنوان). إن أبسط طريقة هي كتابة عنوان الملف كرقم سطح ورقم مسار ورقم قطاع. ومع ذلك ، يستخدم كل سطح قرص رأس القراءة / الكتابة الخاص به. هذه الرؤوس لا تتحرك بشكل منفصل ، ولكن في وقت واحد. إذا ، على سبيل المثال ، تم إحضار الرأس الخامس إلى المسار الثلاثين ، فسيتم إحضار جميع الرؤوس الأخرى إلى المسار الثلاثين. لذلك ، بدلاً من مفهوم المسار ، يتم استخدام مفهوم الأسطوانة.
اسطوانة- هذه مجموعة من جميع المسارات التي لها نفس الأرقام ، أي على مسافة متساوية من محور الدوران. لذلك ، يتم تحديد الموقع الحقيقي للملف على القرص الثابت بواسطة رقم الأسطوانة ورقم السطح ورقم القطاع.
قطاع- هذه هي أصغر وحدة تخزين البيانات ، ولكن لا تستخدمها جميع أنظمة الملفات في العنونة نظرًا لصغر حجمها. تستخدم أنظمة التشغيل مثل MS-DOS و Windows و OS / 2 وحدة تخزين أكبر تسمى الكتلة للعنونة. الكتلة هي مجموعة من القطاعات المجاورة. يعتمد حجم الكتلة على حجم القرص الصلب. كلما زاد حجم القرص ، زاد حجم الكتلة المخصصة. القيم النموذجية لحجم الكتلة الواحدة: 8 أو 16 أو 32 أو 64 قطاعًا.
يتم تخزين معلومات حول مجموعة الأقراص التي يبدأ فيها ملف معين في منطقة النظام بالقرص في جداول تخصيص الملفات الخاصة (جداول FAT). نظرًا لأن انتهاك جدول FAT يؤدي إلى عدم القدرة على استخدام البيانات المسجلة على القرص ، يتم فرض متطلبات خاصة عليه من حيث الموثوقية. FAT - يتم إنشاء الجدول من نسختين ، يتم مراقبة هويته بانتظام بواسطة أدوات نظام التشغيل.
الجدول 3.1. يسرد أنواع أنظمة الملفات وإصدارات أنظمة تشغيل Windows التي تستخدمها.
أنظمة الملفات التي يستخدمها Windows هي:
FAT16- أقدم نظام ملفات يمكن استخدامه من قبل الجميع تقريبًا نظرًا للقيود الموجودة ، لا يمكنه استخدام الأقراص التي يزيد حجمها عن 4096 ميجابايت. يعتبر نظام FAT16 قديمًا ، على الرغم من استخدامه بنجاح في بعض الأحيان حتى يومنا هذا. أقصى حجم ممكن للملف هو 4 جيجا بايت.
FAT32- نظام ملفات أحدث يمكن أن تعمل به جميع أنظمة التشغيل الجديدة التي تم إصدارها بعد عام 1998. يمكن أن يصل حجم محركات أقراص FAT32 إلى 127 جيجابايت. أقصى حجم ممكن للملف هو 4 جيجا بايت.
NTFS- نظام ملفات قديم ولكنه مصمم بعناية ويختلف عن FAT16 و FAT32 في موثوقيته وقدرته على توفير الحماية ضد الوصول غير المصرح به. ليست كل أنظمة التشغيل "تفهم" نظام الملفات هذا.
CDFSهو نظام الملفات المستخدم لأقراص CD-ROM. لا تنطبق على محركات الأقراص الثابتة. تستخدم من قبل جميع أنظمة التشغيل الحديثة.
بغض النظر عن مدى "ذكاء" أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، فإنها ستظل "قطعة حديد" عديمة الفائدة إذا لم يتم تحميلها بالبرامج. إنها تجعلهم يعملون من خلال تنفيذ إجراءات معينة: إجراء الحسابات وعرض النص والصور ومقاطع الفيديو وإصدار الأصوات وتشغيل الموسيقى والتحكم في الأجهزة الأخرى. جميع الإجراءات التي يقوم بها الكمبيوتر ، يؤديها وفقًا لبرنامج معين تم تطويره من قبل شخص ما ، ويطلق على إجمالي هذه البرامج لإدارة مرافق الحوسبة الإلكترونية اسم البرنامج.
مفهوم البرمجيات
في الواقع ، يتكون البرنامج من خطوات ، تؤدي بشكل متسلسل أي يقوم الكمبيوتر بتنفيذ إجراءات معينة ، على سبيل المثال ، يتلقى الأحرف التي تم إدخالها من لوحة المفاتيح من المستخدم ويعرضها على الشاشة ، ويجعل الطابعة تطبع نصًا على ورقة ، وما إلى ذلك. يتم ترميز كل خطوة من هذه الخطوات بلغة آلة خاصة وتسمى "أمر" ، ومجموعة هذه الأوامر هي كود البرنامج.
لأول مرة ، اقترح عالم رياضيات إنجليزي يدعى فكرة أن أي حالة محددة مسبقًا للنظام يمكن تحقيقها من خلال التنفيذ المتسلسل للأوامر الأولية ، ونقلها من حالة مستقرة إلى أخرى. آلان تورينج. في مقالتي "أرقام قابلة للحساب مع تطبيق على Entscheidungsproblem (مشكلة قرار)"لقد ابتكر نموذجًا نظريًا ، والذي كان عبارة عن آلة مجردة (آلية) قادرة على أداء الإجراءات الأولية ونقلها من حالة ثابتة إلى حالة ثابتة أخرى. نتيجة لذلك ، يمكن إجراء العمليات البدائية الأبسط تلقائيًا. مثل هذا الإنسان الآلي ، بعد ذلك ، تلقى الاسم في الأدب - "آلة تورينج". كانت الفكرة الرئيسية هي إثبات رياضيا أن أي حالة من هذا التشغيل الآلي المعطى مسبقًا يمكن تحقيقها من خلال تنفيذ مجموعة محدودة من أوامر معينة من المجموعة الثابتة بأكملها (البرنامج). بفضل هذه النظرية ، في وقت لاحق ، (إذا جاز لي القول) ولد العلم مثل البرمجة.
وبالتالي ، فإن المبرمجين - الأشخاص الذين يطورون البرامج ، في الواقع ، يتحكمون في جهاز كمبيوتر شخصي بمساعدة أكواد البرامج التي قاموا بكتابتها ، مما يجبره على قراءة الأحرف التي تم إدخالها من لوحة المفاتيح ، وتشغيل الموسيقى ، وتشغيل مقاطع الفيديو ، وما إلى ذلك.
أنواع البرامج
يوجد اليوم عدد كبير من البرامج المختلفة المصممة لأداء وظائف مختلفة تمامًا: الحسابات الحسابية أو الهندسية ، والرسم ، والبرمجة ، وتشغيل الموسيقى أو الأفلام ، وما إلى ذلك ، ولكن في نفس الوقت ، لا يعمل كل منها من تلقاء نفسه. الكمبيوتر الشخصي ، كما يقولون ، يعمل تحت سيطرة نظام تشغيل معين.
يطرح سؤال معقول: "لماذا من المستحيل تشغيل كل برنامج بشكل مستقل عن طريق تجاوز نظام التشغيل هذا ، إذا كان البرنامج عبارة عن مجموعة من الرموز التي يمكنك من خلالها التحكم في الكمبيوتر؟"
في الواقع ، هذا ممكن بالطبع ، وهذا يُمارس أيضًا ، على سبيل المثال ، في آلات CNC (التحكم العددي بالكمبيوتر) ، وفي الآلات الأوتوماتيكية في الإنتاج ، وما إلى ذلك ، ولكن هناك عدة نقاط بسبب تطوير أنظمة التشغيل نفسها. لأجهزة الكمبيوتر الشخصية وحتى أجهزة الكمبيوتر الكبيرة.
الحقيقة هي أنه عندما يتعلق الأمر بآلة قياسية ، فإنها تقوم بمجموعة من العمليات المتسلسلة البسيطة ، على سبيل المثال ، تمديد المناور ، أخذ قطعة العمل ، الالتفاف ، وضع قطعة العمل في المكان المناسب. ثم تتكرر العملية. يقوم الجهاز طوال الوقت بتنفيذ نفس الإجراءات وفقًا لنفس البرنامج ، برنامج واحد.
في حالة الكمبيوتر الشخصي ، لا يريد المستخدم فقط ، على سبيل المثال ، رسم برنامج تم تنزيله ، بل يريد الاستماع إلى الموسيقى في نفس الوقت ، ليكون ، كما هو معتاد اليوم ، "على اتصال" بـ الأقارب والأصدقاء ، أي في نفس الوقت في نفس الوقت ، لا يعملون مع واحد ، ولكن مع عدة برامج في نفس الوقت.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك نقطة أخرى عملية بحتة. عند تطوير برنامج لجهاز كمبيوتر يمكن أن يعمل بشكل مستقل بدون نظام تشغيل ، يجب وصف جميع وظائف العمل مع أجهزة الكمبيوتر في برنامج واحد: القراءة والكتابة على قرص ، والإدخال والإخراج من لوحة المفاتيح ، والعمل مع المراقبة ، إلخ. نتيجة لذلك - تكاليف الوقت الضخمة ، وحجم البرنامج الكبير ، والاعتماد على النظام الأساسي للأجهزة ، ووجود عدد كبير من الأخطاء وعدد من النقاط السلبية الأخرى.
يعتني نظام التشغيل بمعظم هذه العمليات "الروتينية" ، مع توفير "المهام المتعددة". أي ، يمكن للمستخدم تشغيل وتنفيذ على جهاز الكمبيوتر الخاص به ليس برنامج واحد ، ولكن عدة برامج في وقت واحد.
وبالتالي ، يمكن تقسيم جميع البرامج إلى ثلاثة أنواع:
- برنامج النظام؛
- تطبيق البرمجيات؛
- برنامج الأدوات.
برنامج النظام
هذه مجموعة من البرامج التي توفر إدارة أجهزة الكمبيوتر: المعالج ، وذاكرة الوصول العشوائي ، وأجهزة الإدخال / الإخراج ، وأنظمة الرسومات ، وأجهزة الشبكة ، وما إلى ذلك ، وتتضمن هذه البرامج على وجه الخصوص:
- نظام التشغيل;
- السائقين- برامج صغيرة الحجم تضمن التشغيل الصحيح مع جهاز أو آخر (رسومات ، شبكة ، كروت صوت ، وحدات تحكم ، إلخ) ؛
- برامج إضافية، لتوسيع قدرات نظام التشغيل.
الفرق الرئيسي بين برامج النظام وأنواعه الأخرى هو أنه لا يهدف إلى أداء أي مهام عملية أو محددة. إنه يضمن فقط التشغيل الصحيح للبرامج الأخرى ، كونه نوعًا من "الطبقة" بين أجهزة الكمبيوتر من ناحية ورمز برنامج المستخدم من ناحية أخرى ، مما يضمن تفاعلها الصحيح.
تطبيق البرمجيات
هذه الفئة من البرامج هي الأكثر شمولاً. له أن معظم البرامج التي نستخدمها في حياتنا اليومية تنتمي. المتصفحات ومشغلات ملفات الصوت والفيديو ومحررات الرسوم والنصوص وحزم مكافحة الفيروسات والمحاسبة وغيرها من البرامج التي تقوم بإجراء عمليات حسابية وحسابات مختلفة - كل هذا ، مثل العديد من البرامج المصممة لأداء إجراءات ووظائف ومهام مستخدم محددة ، يسمى برنامج التطبيقات.
برنامج الأدوات
هذا النوع من البرامج هو برنامج محدد للغاية. من ناحية ، يمكن أيضًا أن يُنسب إلى النوع المطبق ، ولكن من ناحية أخرى ، نظرًا لخصائص التطبيق والاستخدام ، يتم فصله إلى نوع منفصل (على الرغم من أنه سيكون أكثر دقة أن نطلق عليه نوعًا فرعيًا من التطبيق).
تتمثل الوظيفة الرئيسية لبرامج الأدوات في توفير القدرة على تصميم رمز البرنامج وإنشائه وتصحيحه وصيانته ، أي في الواقع ، هذه بيئات برمجة مختلفة: مجمعات من لغات عالية المستوى ، ومصححات أخطاء ، ومحررين ، إلخ.
الحقيقة هي أن أي جهاز كمبيوتر أو أي جهاز كمبيوتر أو جهاز رقمي لا يفهم كلامنا معك. تعمل هذه الأجهزة مع "لغة الآلة" الخاصة بها - كود ثنائي. لكن البرمجة مباشرة في "كود الآلة" تعرض بعض الصعوبات لكتابة البرامج. لذلك ، تم تطوير برمجيات متخصصة تترجم الكلمات الأسهل للفهم من "اللغات عالية المستوى" إلى "كود الآلة". تسمى هذه البرامج المجمعينو مترجمين فوريين.
الفرق هو أن المترجم يسمح لك بتجهيز ملف للتنفيذ ، والمترجم ، وهو ملف يمكن تشغيله على جهاز كمبيوتر ، فقط بمساعدة نفسه. بالمناسبة ، يتم استدعاء النص المكتوب للبرنامج الذي يحتوي على أوامر بلغة عالية المستوى "مصدر"(في عامية الكمبيوتر - "المصدر").
في الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن ملفات البرنامج لا تحتوي على رمز آلة ليس في "ثنائي" ، ولكن كقاعدة عامة ، في نظام الحساب "السداسي عشري". وبرنامج نظام خاص مدمج في نظام التشغيل - "معالج الأوامر" ، سوف "يترجم" الكود "السداسي العشري" إلى "ثنائي". تم إجراء ذلك لتقليل حجم ملفات البرنامج ، نظرًا لأن شكل التدوين "السداسي العشري" يكون أكثر إحكاما.
توزيع البرمجيات
توزيع أي برنامج مصحوب بوثيقة خاصة ، والتي تنص بوضوح على جميع حقوق والتزامات الأطراف التي تقوم بنقل واستخدام هذا البرنامج.
وفقًا لطريقة الاستخدام والتوزيع ، يتم تقسيم جميع البرامج بشكل مشروط إلى:
- البرمجيات الحرة. كقاعدة عامة ، يمكن نسخها وتوزيعها مجانًا تمامًا. في الوقت نفسه ، قد يفرض الموزع رسومًا ، ولكن ليس مقابل البرنامج نفسه ، ولكن ، على سبيل المثال ، مقابل خدمات التسجيل على الوسائط أو قناة نقل البيانات وما إلى ذلك ؛
- البرمجيات الحرة. كما في حالة الأموال "المجانية" ، لا أحد يتقاضى أموالًا مقابل مثل هذه البرامج ، ولكن الاختلاف الرئيسي عن الأول هو القدرة على إجراء تغييرات على كود البرنامج وتوزيع إصدارات جديدة من البرنامج المستلم مع تغييراتك. وهكذا يتم توزيع البرمجيات "الحرة" مع الكود المصدري.
- المصدر المفتوح. البرامج بموجب شروط الترخيص إلزامية يتم توزيعها مع المصدر المفتوح ؛
- البرمجيات المغلقة. إنها ملكية خاصة لمؤلفيها ويتم توزيعها بدقة في ظل ظروف معينة. يمكن أن تكون هذه مكافأة مالية وأنواع أخرى من المكافآت التي لا تتعارض مع القانون ، والتي قد يطلبها المطور لاستخدامها. على سبيل المثال ، قد يكون توزيعًا لبرنامج تجريبي ، حيث ستحتاج إلى التسجيل في الموقع حتى تتمكن من استخدام البرنامج. كقاعدة عامة ، يتم توزيعه بدون أكواد المصدر.
استنتاج
البرمجيات هي أحد الشروط الضرورية لعمل أي نظام حاسوبي (أو ، كما يقولون الآن ، رقمي). ولا يهم ما هو - سواء كان مدمجًا في الجهاز ، وما إذا كان يتم تحميله من وسائط خارجية ، على أي حال ، فقط إذا كان يعمل بشكل صحيح ، فسيقوم نظام الكمبيوتر بتنفيذ الإجراءات المطلوبة منه.
تعد المعرفة والقدرة على العمل مع البرامج شرطًا أساسيًا لأي مستخدم ، وإلا فإن المشكلة السهلة التي يمكن حلها في غضون خمس دقائق ستؤدي إلى ذهول ولن تؤدي إلى ضياع الوقت فحسب ، بل إلى المال أيضًا.
