Системне програмне забезпечення

Наявність системного програмного забезпечення є необхідним незалежно від того, для яких цілей використовується ПК. Основною програмою на комп’ютері є операційна система (ОС), так, як це вона управляє комп’ютерним «залізом», і забезпечує взаємодію інших програм з апаратною частиною ПК. Без операційної системи неможливо було б запускати на комп’ютері будь які інші програми, а також приєднувати і використовувати периферійні пристрої.

Удома або у офісі звичайно встановлена система Windows XP. Вона має потужність і надійність професійних операційних систем, і разом з тим має інтуїтивно зрозумілий і простий графічний інтерфейс.

Окрім ОС можуть знадобитися додаткові програми – утиліти, які дозволяють

настроювати, контролювати, і також оптимізувати роботу комп’ютера. Найнеобхідніші утиліти входять до складу операційної системи. Однак у ряді випадків має сенс використовувати окремі програми інших виробників, так, як вони більш функціональні. Так найпопулярнішими дисковими утилітами (призначені для покращення роботи жорстких дисків) є Norton System Works (раніше відома під назвою Norton

Utilities), Fix – it! Utilities та інші.

Також до розряду системного ПЗ можна віднести антивірусні додатки (наприклад (Антивірус Касперського, Dr. Web, Norton Antivirus). Вони призначені убезпечити роботу на комп’ютері і допомогти захистити ПК від комп’ютерних вірусів – визначити і вилікувати заражені об’єкти.

Офісні програми

Окрім програм, призначених для обслуговування системи, існують додатки,які користувачі застосовують безпосередньо у своїй роботі. Це так звані прикладні програми. Їх можна розділити на декілька груп. Найчастіше, на ПК встановлюється ПЗ яке називається офісним. Цей клас програм включає різні редактори, завдяки яким комп’ютер можна використовувати у якості електронного офісу, який здатний

швидко і ефективно виконувати обробку документів самих різних типів.

Існує багато програмних продуктів, які призначені для обробки документів.

Однак, щоб добитися дійсно високої ефективності в роботі необхідно якесь комплексне рішення.Своєрідним стандартом у цій сфері є Microsoft Office, один з найбільш популярних офісних додатків. Сюди також відносяться ПЗ для сканування зображення і розпізнавання текстів (АВВYY Fine Reader), засоби машинного перекладу текстів з однієї мови на іншу («ПроЛинг Офіс», Promt) і електронні словники (АВВYY Lingvo, «Мульти-Лекс», VER-DICT). Серед користувачів велику

популярність мають різні фінансові та бухгалтерські програми.

Система схемотехнічного модулювання EWB призначена для модулювання і аналізу електричних схем. Особливістю програми є наявність контрольно- вимірювальних приладів, які за зовнішнім виглядом і характеристикам наближені до їх промислових аналогів.

EWB - відрізняється від інших програм даного класу самим найпростішім

інтерфейсом. EWB використовується у якості лабораторного практикуму по курсам «Теоретичні основи електротехніки», «Основи промислової електроніки», «Схемотехніка», «Мікроелектроніка». Існує багато навчальних посібників на базі цієї програми.

Програма EWB дозволяє моделювати аналогові, цифрові, і цифро - аналогові схеми великої складності. Бібліотеки,які є у програмі мають великий вибір широко розповсюджених електронних компонентів. Є можливість підключення і утворення нових бібліотек компонентів. Параметри можна змінювати у широкому діапазоні значень.

Основні переваги EWB

Економія часу. Робота в реальній лабораторії вимагає великих часових витрат на підготовку експерименту. Тепер, з появою EWB, електронна лабораторія завжди буде під рукою, що дозволяє зробити вивчення і аналіз електричних схем доступнішим.

Достовірність вимірювань. У природі не існує двох абсолютно однакових елементів, тобто всі реальні елементи мають великий розкид значень, що приводить до похибок в ході проведення експерименту. У EWB всі елементи описуються строго встановленими параметрами, тому кожного разу в ході експерименту повторюватиметься результат, визначуваний тільки параметрами елементів і алгоритмом розрахунку.

Зручність проведення вимірювань. Навчання не можливе без помилок, а помилки в реальній лабораторії деколи дуже дорого обходяться експериментатору. Працюючи з EWB, експериментатор застрахований від випадкової поразки струмом, а прилади не вийдуть з ладу через неправильно зібрану схему. Завдяки цій програмі у розпорядженні користувача є такий широкий набір приладів, який навряд буде доступний в реальному житті. Таким чином, у Вас завжди є унікальна можливість для планування і проведення широкого спектру досліджень електронних схем при мінімальних витратах часу.

Графічні можливості. Складні схеми займають достатньо багато місця, зображення при цьому прагнуть зробити щільнішим, що часто приводить до помилок в підключенні провідників до елементів ланцюга. EWB дозволяє розмістити схему так, щоб були чітко видні всі з'єднання елементів і одночасно вся схема цілком. Можливість зміни кольору провідників дозволяє зробити схему зручної для сприйняття. Можна відображати різними кольорами і графіки, що спрощує одночасне дослідження декількох залежностей.

Стандартний інтерфейс Windows. Програма EWB використовує стандартний інтерфейс Windows, що значно полегшує її використовування. Інтуїтивність і простота інтерфейсу роблять програму доступної будь-якому, хто знайомий з основами використовування Windows.

Сумісність з програмою P-SPICE. Програма EWB базується на стандартних елементах програми SPICE. Це дозволяє експортувати різні моделі елементів і проводити обробку результатів, використовуючи додаткові можливості різних версій програми P-SPICE.

Програма EWB 4.1 розрахована для роботи в середовищі Windows 3.XX або 95/98 і займає близько 5 Мбайт дискової пам'яті, EWB 5.0 — в середовищі Windows 95/98 і NT. Необхідний об'єм дискової пам'яті — близько 16 Мбайт. Для розміщення тимчасових файлів потрібно додатково 10 — 20 Мбайт вільного простору.

В даний час розв’язок математичних і науково-технічних задач є однією з основних областей застосування комп'ютера. Раніше для цих цілей булі потрібні глибокі знання мов програмування, з появою ж математичних пакетів робота користувача значно спростилася. Тепер користувач має нагоду зосередитися на рішенні поставленої задачі, а не на необхідності програмування функцій. Існує безліч математичних програм, серед яких MathCAD є наймогутнішим і поширенішим математичним пакетом, відповідним потребам як для тих вчиться у середньої школи, так і ученого.

Одним з найбільших переваг пакету MathCAD є реалізація принципу WYSIWYG (What You See Is What You Get, тобто що відображається на екрані, то і буде надруковано на папері), а також простота у вивченні і використовуванні. У системі застосований унікальний метод представлення даних, суть якого полягає у тому, що формули в документі виглядають так само, як на папері. Цей підхід до представлення формул і інших об'єктів істотно полегшує освоєння системи MathCAD школярем, а також допомагає уникнути великого числа помилок, які виникають через незнання синтаксису програм.

Система математичних розрахунків MathCAD 11 фірми «Math-Soft» є на сьогоднішній день самим універсальним і сучасним засобом для виконання на комп'ютері різних математичних обчислень.

Виключно велика роль систем класу MathCAD в освіті. Полегшуючи рішення складних математичних задач, система знімає психологічний бар'єр при вивченні математики, роблячи навчання цікавим і достатньо простим. Забезпечена простою в освоєнні і в роботі графічною оболонкою, вона в той же час дозволяє вирішувати задачі, які стоять не тільки перед школярами і студентами, але і ученими. Описувана система надає користувачу інструменти для роботи з формулами, числами, графіками і текстом. У MathCAD 11 доступні декілька сотень операторів і логічних функцій, призначених для чисельного і символьного вирішення математичних задач різної складності.

Система здатна виконувати практично будь-які чисельні розрахунки (швидкість виконання залежить від швидкодії комп'ютера) і аналітичні обчислення (так звана «символьна математика»). Окрім цього, в MathCAD 11 є обширні можливості візуалізації даних. Існує сім типів графіків: стандартні двомірні X-Y Plot і Polar Plot (відповідно, декартовий і полярний графіки), а також п'ять різновидів тривимірного графіка, які дозволяють найкращим чином відобразити дані обчислень. До таких нетрадиційних типів графіків відносяться лінії рівня, столбчаті діаграми, точкові об'ємні фігури і векторні поля.

Однієї з багатьох унікальних розробок, які використані в MathCAD 11, є прекрасна довідкова система з прикладами, які можна не тільки переглядати, але і використовувати в своїй роботі. Ці приклади оформлені у вигляді електронних книг, а головною книгою можна рахувати «Центр Ресурсів», в якому поміщені численні приклади рішення типових задач. Існує можливість створення персональних електронних книг або використовування вже готових, які можна одержувати з різних джерел (найчастіше з мережі Internet).

Системи класу MathCAD надають могутні, зручні і наочні засоби опису алгоритмів рішення математичних задач. Новітня система MathCAD 11 настільки гнучка і універсальна, що може надати неоцінимі допомоги в рішенні математичних задач як школяреві, що осягає ази математики, так і академіку, що працює з складними науковими проблемами. Система має достатню нагоду для виконання наймасовіших символьних (аналітичних) обчислень і перетворень.

Виключно велика роль систем класу MathCAD в освіті. Полегшуючи рішення складних математичних задач, система знімає психологічний бар'єр при вивченні математики, роблячи навчання цікавим і достатньо простим.

Специфічним класом офісного ПЗ є програми для роботи у Інтернеті. Тут окрім браузера Internet Explorer і поштового клієнта Outlook Express, які входять до складу Windows,існує багато інших додатків.

Інтернет – практично невичерпне джерело різної інформації, а також один з самих потужних засобів комунікацій. Ще більше розширити можливості спілкування у мережі покликані так звані інтернет – пейджери. Подібні програми дозволяють обмінюватися повідомленнями через Інтернет. Причому віртуальне спілкування, як і розмови у інтернет – чаті відбуваються у реальному часі, ніби співрозмовники

знаходяться рядом, хоча на самому ділі вони можуть жити у різних куточках планети. В Windows XP існує стандартний інтернет – пейджер - Windows Messenger. Окрім нього можна встановити і інші програми для обміну повідомленнями (наприклад ISQ, MSN Messenger, AIM або Yahoo! Messenger).

Мультімедійні програми

Серед користувачів персональних комп’ютерів дуже популярні мультімедійні програми – додатки для роботи зі звуком, відео, графікою. В нас час такі програми

стають все більш універсальними,здатними відтворювати файли у десятках відео -, аудіо форматів. Завдяки їх використанню на базі ПК можна утворити справжній

мультімедійний центр розваг. Для цього можна використовувати, наприклад

Windows Media, який дозволяє не тільки дивитися відео, у тому числі і DVD, але і відтворювати музику і слухати радіо через Інтернет.

Для роботи з комп’ютерною графікою застосовуються графічні редактори. Графічні являють собою достатньо широкий клас програм, куди входять, як найпростіші утиліти (наприклад стандартна Windows – утиліта Paint) для редагування

зображень, так і дуже потужні редактори з категорії професійних програм.

 

 

Лекція 20

Основні логічні операції.

Основу сучасних пристроїв обробки інформації складають цифрові (логічні) ІМС.

Аналіз роботи цифрових пристроїв базується на використанні апара­ту математичної логіки - алгебри Джорджа Буля (1815 - 1864 pp.). В її основі лежить поняття події, яка оцінюється з точки зору її настання: вона може настати або не настати.

Тоді кожну подію можна вважати істинною, що може моделюватися одиницею «1» (високим рівнем напруги при електричному моделюванні) або хибною, що моделюється нулем «0» (низьким рівнем напруги).

Обробка інформації, яка подається у вигляді подій, ведеться у двійковій системі числення, яка має тільки дві цифри: 0 або l.

Величина, котра може приймати тільки ці два значення, називається двійковою (логічною) змінною.

Складна подія, що залежить від декількох двійкових змінних, нази­вається двійковою (логічною, перемикальною) функцією:

y=f(x_rx_v... ,х_я),де х ={1,0}. (20.1)

У практичних цілях алгебру Буля першим у 1938 році застосував родоначальник кібернетики Клод Шеннон (США) при дослідженні елек­тричних кіл з контактними перемикачами.

Цифрові пристрої поділяються на два великих класи: комбінаційні і послідовнісні.

Комбінаційні пристрої реалізують функції, що залежать тільки від ком­бінації змінних, що до них входять, у даний момент часу і не залежать від стану пристрою в попередній момент часу.

Послідовнісні (від слова «послідовність») пристрої реалізують функції, що залежать не тільки від комбінації вхідних змінних у даний момент часу, а ще й від стану пристрою в попередній момент часу: вони мають пам'ять.

Однією з найпростіших логічних функцій є функція заперечення НІ, яку ще називають операцією інверсії:

_

y=х (20.2)

(читається: у дорівнює не x).

Графічне позначення елемента, що реалізує таку функцію наведене на рис. 20.1. В якості такого елемента може бути використано, наприк­лад, транзисторний ключ - підсилювач з СЕ, що працює у ключовому режимі: при високому — рівні напруги на вході на виході матимемо низький і навпаки.

Функцію, яку виконує комбінаційний пристрій, для полегшення сприйняття часто представляють у вигляді таблиці, яку назива­ють таблицею істинності. Кількість стовбців цієї таблиці дорів­нює числу змінних, що входять до функції і є ще один стовбець, в якому вказують значення функції для кожної з можливих комбі­націй вхідних змінних, числу яких відповідає кількість рядків таб­лиці; у загальному випадку кількість рядків дорівнює 2ⁿ, де п - число змінних.

Об'єднана таблиця істинності деяких основних логічних функцій, що залежать від двох змінних (всього таких функцій шістнадцять), наведена на рис20.2. На рисунку також представлено інформацію про математичний запис функцій, їх назву, графічне позначення, мож­ливу реалізацію.

З таблиці видно, що, наприклад, функція АБО істинна, якщо істин­ною є хоча б одна із змінних, що до неї входять, а функція І - тільки у випадку істинності обидвох змінних.

Якщо вхідні сигнали логічних елементів змінювати з часом, як це показано на рис. 20.3, можна отримати часові діаграми роботи, що від­повідають динамічному режиму роботи елементів.

У загальному випадку кіль­кість вхідних змінних (кількість входів) логічних елементів, не­обхідних для реалізації складних логічних функцій, може бути будь-якою. Реально у еле­ментів, що випускаються у ви­гляді ІМС, воно, як правило, складає 2 (чотири елементи в одному корпусі ІМС, які мають спільні кола живлення), 3 (три елементи), 4 (два елементи), 8 (один елемент). Частіше це еле­менти І-НІ, АБО-НІ.

По елементній базі, на якій виконано логічні елементи, їх підрозділяють на резисторно-діодні (РДЛ - резисторно-діодна логіка), резисторно-транзисторні (РТЛ), резисторно - діодно - транзисторні (РДТЛ), транзисторно-транзис­торні (ТТЛ), на К-МОН комплемен­тарних транзисторах (К-МОН-логіка) і деякі ін.

Схеми двовходових резисторно - діодних елементів 2АБО та 2І наведені на рис 20.4,а і рис. 20.4,6 відповідно.

При своїй схемній простоті вони ма­ють суттєвий недолік: падіння напруги на діодних ключах не дозволяє реалі­зовувати складні логічні функції з по­слідовним вмиканням великого числа елементів за прийнятних значень напру­ги джерела живлення. Необхідно забез­печити проміжне підсилення сигналів.

Підсилення забезпечують елемен­ти, побудовані на основі транзистор­них ключів. Наприклад, це інвертор, схема якого наведена на рис. 20.5. По­дача невеликої від'ємної напруги зміщення U_зм забезпечує надійне ви­микання транзистора - збільшує за­вадостійкість елемента.

Схеми діодно-транзисторних еле­ментів 2АБО-НІ та 2І-НІ наведені на рис. 20.6 і рис. 20.7 відповідно.

Діоди VD3 і VD4 у елемен­та І-НІ забезпечують виклю­чення відкриваючої дії на тран­зистор напруги, що падає на діодах VD1 або VD2.

 

 

 

 

Лекція 21

Типові елементи та вузли ЕОМ