Тақырып 3. ПРОГРАММАЛЫҚ ЖАСАҚТАМА. ОПЕРАЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕЛЕР.
Жоспар:
1. Программалық жасақтама.
2. Программалық жасақтама түрлері, мақсаттары мен сипаттамалары.
3. Негізгі ОЖ тұжырымдамалары.
4. Операциялық жүйелердің эволюциясы.
5. Операциялық жүйелердің жіктелуі, оның ішінде мобильді құрылғылар үшін.
6. Үстелдік қосымшалардың жіктелуі.
Бағдарламалық жасақтаманың бірнеше анықтамалары бар.
Бағдарламалық жасақтама – ақпаратты өңдеудің бағдарламалары, процедуралары, ережелері және байланысты құжаттамаларының барлығы немесе бір бөлігі (ISO/IEC 23821:1993).
Бағдарламалық қамтамасыз ету - компьютерді басқару үшін қолданылатын бағдарлама немесе көптеген бағдарламалар (IEEE Std 829-2008).
Бағдарламалық қамтамасыз ету – ақпаратты өңдеу жүйесінің бағдарламаларының және осы бағдарламалардың жұмыс істеуіне қажетті бағдарламалық құжаттардың жиынтығы (ГОСТ 19781-90).
Бағдарламалық қамтамасыз ету техникалық (аппараттық), математикалық, ақпараттық, лингвистикалық, ұйымдастырушылық және әдістемелік қамтамасыз етумен қатар бағдарламалық қамтамасыз ету түрлерінің бірі болып табылады.
Бағдарламалық қамтамасыз ету - бұл компьютерлерді әмбебап ететін, әртүрлі мәселелерді шешу үшін әдеттегі компьютерді пайдалануға мүмкіндік беретін нәрсе.
Бағдарламалық жасақтаманың академиялық бағыттары - информатика және бағдарламалық қамтамасыз ету.
Компьютерлік сленгте ағылшын тіліндегі «software» сөзінен шыққан «soft» сөзі жиі қолданылады, оны осы мағынада алғаш рет Принстон университетінің математигі Джон В.Тукей 1958 жылы American Mathematical Monthly журналында қолданған.
Әдетте, бағдарламаларды әзірлеуге қатыспайтын адамдар (оларды пайдаланушылар деп атайды) пайдалану үшін әзірленген. Бағдарламаны пайдаланушының әзірлеуі үшін оның мәтінінен басқа белгілі бір қосымша құжаттама қажет.
Кез-келген компьютер аппараттық және бағдарламалық жасақтамадан тұрады. Бағдарламалық жасақтама пайдаланушы мен компьютер арасындағы делдал болып табылады. Бағдарламалық жасақтаманы (бағдарламалық жасақтаманы) жүйелік және қолданбалы деп бөлуге болады.
Жүйелік бағдарламалық жасақтама-бұл басқару және өңдеу бағдарламаларының жиынтығы.Жүйелік бағдарламалық жасақтаманың құрамы пайдаланушының шешілетін міндеттерінің сипатына байланысты емес.
Қолданбалы бағдарлама - бұл белгілі бір пәндік саланың белгілі бір класының мәселелерін шешуге арналған бағдарламалар жиынтығы. Қолданбалы бағдарламалық жасақтама жүйелік бағдарламалық жасақтама болған жағдайда ғана жұмыс істейді.
Қолданбалы бағдарламалар қолданбалар деп аталады.
Олар мыналарды қамтиды: мәтіндік редакторлар;
• кестелік процессорлар;
• мәліметтер базасын басқару жүйелері ;
• иллюстрациялық және іскерлік графикалық жүйелер (графикалық процессорлар);
• біріктірілген пакеттер;
• сараптамалық жүйелер;
• оқыту бағдарламалары;
• автоматтандырылған жобалау жүйелері, математикалық есептеу, модельдеу және талдау бағдарламалары; ойындар және т. б.
Құжат редакторлары-бұл мәтіндік ақпаратты құруға және өңдеуге арналған бағдарламалар. Олар жазу машинкасына қарағанда құжаттарды тезірек және ыңғайлы дайындауға мүмкіндік береді. Құжат редакторлары әр түрлі символдық қаріптерді, еркін формадағы абзацтарды қолдануға мүмкіндік береді, сөздерді автоматты түрде жаңа жолға ауыстырады, ескертулер жасауға, сызбаларды қосуға, беттер мен ескертулерді автоматты түрде нөмірлеуге және т.б. құжат редакторларының өкілдері – Multi Edit, Microsoft Word, Wordpad, Word Perfect бағдарламалары.
Кестелік процессорлар. Кестелік процессормен жұмыс істеу кезінде экранда тікбұрышты кесте көрсетіледі, оның ұяшықтарында сандар, түсіндірме мәтіндер және деректерді есептеу формулалары болуы мүмкін. Барлық жалпы кестелік процессорлар кесте элементтерінің мәндерін берілген формулалар бойынша есептеуге, кестелердегі мәліметтер бойынша әртүрлі графиктер құруға және т. б. Lotus 1-2-3, SuperCalc, Microsoft Excel, Quatro
Pro және т. б. кестелік процессорлар тобының өкілдері.
Мәліметтер базасын басқару жүйелері (ДҚБЖ) үлкен ақпараттық массивтерді - мәліметтер базасын басқаруға мүмкіндік береді. Бұл түрдегі бағдарламалық жүйелер компьютерде ақпарат массивтерін өңдеуге мүмкіндік береді, жазбаларды енгізуді, іздеуді, сұрыптауды, есептер шығаруды және т. б. қамтамасыз етеді.
Графикалық редакторлар сызбаларды жасауға және өңдеуге мүмкіндік береді. Қарапайым редакторларда сызықтар, қисықтар салу, экран аймақтарын бояу, әр түрлі қаріптермен жазулар жасау және т.б. көптеген редакторлар сканерлердің көмегімен алынған кескіндерді өңдеуге мүмкіндік береді. Графикалық редакторлардың өкілдері-Adobe Photoshop, Corel Draw,PaintBrush және т. б. бағдарламалар.
Интеграцияланған жүйелер дерекқорды басқару жүйесінің, кестелік процессордың, мәтіндік редактордың, іскери графикалық жүйенің және кейде басқа мүмкіндіктерін біріктіреді. Әдетте, интеграцияланған жүйенің барлық компоненттері ұқсас интерфейске ие, бұл олармен жұмыс істеуді үйренуді жеңілдетеді. Интеграцияланған жүйелердің өкілдері – Microsoft Office пакеті және оның тегін аналогы Open Office, сонымен қатар Framework, Symphony, Microsoft Works және т. б.
Перспективалық ақпараттық құралдар білім базалары мен сараптамалық жүйелер болып табылады. Олардың көмегімен медициналық тақырыптар бойынша кеңестер, әртүрлі қызметтердің істері бойынша анықтамалар берілуі мүмкін, олар өнертапқыштарға технологтарға, конструкторларға кеңес беруге және белгілі бір білім немесе кәсіби қызмет саласындағы сарапшылардың мінез-құлқын модельдеу арқылы жауап беруге көмектеседі.
Автоматтандырылған жобалау жүйелері (АЖЖ) компьютердің көмегімен әртүрлі заттар мен механизмдерді салуға және жобалауға мүмкіндік береді. Autodesk компаниясының AutoCAD жүйесі әлемдегі шағын және орта класс жүйелерінің ішінде ең танымал болып табылады. Ұқсас функциялары бар ресейлік пакет – Компас .
Инженерлік тәжірибеде арнайы бағдарламалық пакеттер белсенді қолданылуы мүмкін, мысалы, MatLab, Mathcad, Eureka және т. б.
Операциялық жүйелердің негізгі тұжырымдамалары
Жүйелік бағдарламалық жасақтаманың негізгі компонентін қарастырыңыз - Операциялық жүйе (operating system – OS).
Операциялық жүйе-бұл компьютерді басқаруға және қолданбалы бағдарламалармен өзара әрекеттесуге арналған бағдарлама. Дербес компьютерлер үшін ең көп таралған операциялық жүйелер: MS (PC)-DOS, WINDOWS 95, WINDOWS NT, WINDOWS XP, OS/2, UNIX.
Операциялық жүйенің функцияларын бас менеджердің міндеттерімен салыстыруға болады. Операциялық жүйе компьютердің қандай ресурстары пайдаланылатынын, қандай бағдарламалар іске қосылатынын және пайдаланушы қойған тапсырманы орындау үшін қандай тәртіппен орындалатынын шешеді.
ДК операциялық жүйелері бірнеше жағынан ерекшеленеді. Атап айтқанда:
бір тапсырма және көп тапсырма; бір ойыншы және көп ойыншы; желілік және желілік емес.
Сонымен қатар жүйеде командалық немесе графикалық көп терезе интерфейсі болуы мүмкін.
Бір тапсырмалы операциялық жүйелер уақыттың әр сәтінде тек бір мәселені шешуге мүмкіндік береді. Мұндай жүйелер әдетте бір бағдарламаны негізгі режимде іске қосуға мүмкіндік береді.
Көп тапсырмалы жүйелер параллель жұмыс істейтін бірнеше бағдарламаны бір уақытта іске қосуға мүмкіндік береді.
Көп қолданушы жүйелерінің бір пайдаланушыдан басты айырмашылығы-әр пайдаланушының ақпаратын басқа пайдаланушылардың рұқсатсыз кіруінен қорғау құралдарының болуы. Айта кету керек, кез-келген көп тапсырмалы жүйе көп қолданушы емес, және кез-келген бір қолданушы ОЖ бір тапсырма емес.
Соңғы жылдары графикалық көп терезе интерфейсі нақты стандартқа айналды, онда қажетті әрекеттер мен объектілердің сипаттамалары мәтін түрінде енгізілмейді, бірақ мәзірден, файлдар тізімінен және т. б. таңдалады.
Қазіргі уақытта қуатты компьютерлердің пайда болуымен ОЖ-нің екі түрі кең таралды. Бірінші типке Microsoft Windows отбасының жеткілікті ұқсас ОЖ кіреді. Олар көп тапсырмалы және көп терезелі графикалық интерфейске ие. Windows дербес компьютерлер нарығында UNIX типті ОЖ бәсекелеседі. Бұл командалық интерфейсі бар көп тапсырмалы көп ойыншы ОЖ. Қазіргі уақытта көп терезелі графикалық интерфейсті қамтамасыз ететін UNIX кеңейтімдері әзірленді. UNIX көптеген жылдар бойы әртүрлі компаниялармен дамыды, бірақ соңғы уақытқа дейін ол дербес компьютерлерде қолданылмады, өйткені ол өте қуатты процессорды қажет етеді, өте қымбат және күрделі, оны орнату және пайдалану жоғары біліктілікті қажет етеді. Соңғы жылдары жағдай өзгерді. Компьютерлер жеткілікті қуатты болды, дербес компьютерлерге арналған UNIX жүйесінің коммерциялық емес, тегін нұсқасыLinux жүйесі пайда болды. Бұл жүйенің танымалдығы артқан сайын, оны орнату мен пайдалануды жеңілдететін қосымша компоненттер пайда болды. Linux танымалдылығының өсуінде әлемдік компьютерлік желі Internet маңызды рөл атқарды. Linux - ті игеру Windows типті жүйелерді игеруге қарағанда әлдеқайда күрделі болғанымен, Linux-бұл көптеген пайдаланушыларды қызықтыратын икемді және сонымен бірге ақысыз жүйе.
Басқа ОЖ бар. Әйгілі Apple компаниясы заманауи Mac OS бар Macintosh компьютерлерін шығарады. Бұл компьютерлерді негізінен Баспагерлер мен суретшілер пайдаланады. IBM компаниясы OS/2 ОЖ шығарады. OS/2 операциялық жүйесі Windows NT сияқты сенімділік пен қорғаныс класымен бірдей.
БҚ классификациясы
Қайталану дәрежесі бойынша барлық бағдарламалық қамтамасыз ету үш санатқа бөлінеді:
- бағдарламалық жасақтамаға келісімшарт жасау;
- ірі корпорациялар мен ұйымдарға арналған бағдарламалық қамтамасыз ету;
- Бұқаралық нарыққа арналған бағдарламалық қамтамасыз ету.
Тасымалдау дәрежесі бойынша бағдарламалар бөлінеді
- платформаға тәуелді - Компьютерлік платформа - жалпы мағынада, бұл орта жүктеген шектеулер мен мүмкіндіктерді ескере отырып, жаңадан әзірленген бағдарламалық жасақтама бөлігі немесе нысан модулі іске қосылуы қажет кез келген бар жұмыс ортасы. Платформа термині абстракцияның әртүрлі деңгейлеріне, соның ішінде нақты аппараттық архитектура, операциялық жүйе немесе жұмыс уақытының кітапханасына қолданылуы мүмкін;
- кросс-платформа - кросс-платформа - бағдарламалық қамтамасыз етудің бірнеше аппараттық платформада және (немесе) операциялық жүйеде жұмыс істеу мүмкіндігі. Ол әртүрлі платформалар үшін шартты құрастыруды, байланыстыруды және кодты орындауды қолдайтын жоғары деңгейлі бағдарламалау тілдерін, әзірлеу және орындау орталарын пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі. Әдеттегі мысал Linux және Windows операциялық жүйелерінде бір уақытта жұмыс істеуге арналған бағдарламалық жасақтама болып табылады.
Тарату және қолдану тәсілі бойынша бағдарламалар бөлінеді
- меншікті (жабық) – авторлардың немесе авторлық құқық иелерінің жеке меншігіндегі және еркін бағдарламалық қамтамасыз ету критерийлеріне сәйкес келмейтін бағдарламалық қамтамасыз ету (ашық бастапқы кодтың болуы жеткіліксіз). Меншікті бағдарламалық қамтамасыз етудің авторлық құқық иеленушісі оны толық немесе материалдық жағынан пайдалануға, көшіруге және өзгертуге монополияны өзіне қалдырады. Әдетте меншікті деп аталатын кез келген меншікті бағдарламалық қамтамасыз ету, соның ішінде жартылай тегін;
- ашық бастапқы бағдарламалық қамтамасыз ету. Мұндай бағдарламалардың бастапқы коды қарау, зерделеу және өзгерту үшін қол жетімді, бұл пайдаланушыға ең ашық бағдарламаны аяқтауға қатысуға, кодты жаңа бағдарламалар жасау үшін пайдалануға және олардағы қателерді түзетуге мүмкіндік береді - бастапқы кодты қарызға алу арқылы, егер ол болса лицензиялардың үйлесімділігіне немесе пайдаланылған алгоритмдерді, деректер құрылымдарын, технологияларды, әдістерді және интерфейстерді зерттеу арқылы мүмкіндік береді (өйткені бастапқы код құжаттаманы айтарлықтай толықтыра алады, ал ол болмаған жағдайда өзі құжаттама ретінде қызмет етеді) .;
- пайдаланушылары шектеусіз орнатуға, іске қосуға, тегін пайдалануға, зерделеуге, таратуға және өзгертуге (жетілдіруге), сондай-ақ көшірмелер мен өзгерту нәтижелерін таратуға құқықтары («еркіндіктері») бар тегін, бағдарламалық жасақтама. Егер бағдарламалық жасақтаманың айрықша құқықтары болса, еркіндіктер тегін лицензиялар арқылы жарияланады.
Бағдарламаның мақсаты бойынша бағдарламалық қамтамасыз ету келесіге бөлінеді:
- жүйелік бағдарламалық қамтамасыз ету;
- бағдарламалық қамтамасыз ету;
- қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз ету.
Бағдарламалық қамтамасыз ету деңгейлері пирамидалық дизайн болып табылады (3.1сурет). Әрбір келесі деңгей алдыңғы деңгейлердің бағдарламалық жасақтамасына сүйенеді:
- қолданбалы деңгей;
- қызмет көрсету деңгейі; - Жүйе деңгейі; - Негізгі деңгей.
Операциялық жүйелердің даму тарихы
Операциялық жүйелердің даму тарихы шамамен жарты ғасырға созылады. Ол көбінесе элементтік база мен есептеу аппаратурасының дамуымен анықталды және анықталады.
40-жылдардың басында пайда болған алғашқы сандық есептеу машиналары операциялық жүйелерсіз жұмыс істеді, есептеу процесін ұйымдастырудың барлық міндеттерін басқару пультінен әр бағдарламашы қолмен шешті.
Қазіргі заманғы операциялық жүйелердің прототипі 50-ші жылдардың ортасындағы бақылау жүйелері болды, олар оператордың тапсырмалар пакетін орындау әрекеттерін автоматтандырды.
1965-1975 жылдары интегралды чиптерге көшу IBM/360 жарқын өкілі болып табылатын компьютерлердің келесі буынының пайда болуына жол ашты. Осы кезеңде қазіргі заманғы ОЖ-ға тән барлық негізгі тұжырымдамалар іске асырылды: мультипрограммалау, мультипроцессинг, көп терминалды режим, виртуалды жад, файлдық жүйелер, қол жетімділікті бөлу және желілік жұмыс.
60-жылдардың аяғында ғаламтор үшін бастапқы нүкте болып табылатын ARPANET ғаламдық желісін - көптеген желілік ОЖ үшін олардың өзара әрекеттесу мүмкіндіктерін, масштабталу дәрежесін, экстремалды жүктеме кезінде жұмыс істеу қабілетін нақты жағдайларда тексеруге мүмкіндік беретін сынақ алаңына айналған Ғаламдық жалпыға қол жетімді желіні құру жұмыстары басталды.
70-ші жылдардың ортасына қарай шағын компьютерлер кеңінен таралды. Шағын компьютерлердің архитектурасы негізгі компьютерлермен салыстырғанда едәуір жеңілдетілді, бұл олардың ОЖ-де де көрініс тапты.
70-ші жылдардың ортасынан бастап әр түрлі компьютерлерге салыстырмалы түрде оңай тасымалданатын сол кездегі бірегей ОЖ UNIX-ті жаппай қолдану басталды. UNIX ОЖ бастапқыда шағын компьютерлерге арналған болса да, оның икемділігі, талғампаздығы, қуатты функционалдығы және ашықтығы оған барлық компьютерлік сыныптарда берік позицияларды алуға мүмкіндік берді.
80-жылдардың басы операциялық жүйелер тарихы үшін маңызды оқиға-дербес компьютерлердің пайда болуымен байланысты. Нәтижесінде желілік функцияларды қолдау дербес компьютерлердің ОЖ үшін қажетті шарт болды.
80-ші жылдары жергілікті желілер үшін коммуникациялық технологиялардың негізгі стандарттары қабылданды: 1980 жылы - Ethernet, 1985 жылы - Token Ring, 80-ші жылдардың соңында - FDDI. Бұл төменгі деңгейдегі желілік ОЖ үйлесімділігін қамтамасыз етуге, сондайақ желілік адаптер драйверлерімен ОЖ интерфейсін стандарттауға мүмкіндік берді.
90-жылдардың басында барлық ОЖ-лар желіге айналды, олар әр түрлі клиенттермен және серверлермен жұмыс істеуге қабілетті болды. Тек коммуникациялық тапсырмаларды орындауға арналған мамандандырылған желілік ОЖ пайда болды (Cisco Systems IOS жүйесі).
Соңғы онжылдықта масштабталудың жоғары деңгейімен, желілік жұмысты қолдаумен, қауіпсіздікті қамтамасыз етудің дамыған құралдарымен, гетерогенді ортада жұмыс істеу қабілетімен, орталықтандырылған басқару және басқару құралдарының болуымен сипатталатын корпоративтік желілік ОЖ ерекше назар аударды.
Әдеттегі операциялық жүйенің жұмыс істеуі.
Процестерді басқару. Жоспарлау және диспетчерлеу.
ОЖ-нің қызметі оның келесі негізгі функцияларды орындауынан тұрады. Процестерді басқару. Процесс - орындалатын бағдарламаны сипаттайтын абстракция. Операциялық жүйе үшін процесс жұмыс бірлігі, жүйелік ресурстарды тұтынуға өтінім болып табылады. Процестерді басқарудың ішкі жүйесі процестердің орындалуын жоспарлайды, яғни процессор уақытын жүйеде бір уақытта бірнеше процестер арасында бөледі, сонымен қатар процестерді құрумен және жоюмен айналысады, процестерді қажетті жүйелік ресурстармен қамтамасыз етеді, процестер арасындағы өзара әрекеттесуді қолдайды.
Ресурстарды бөлу және тағайындау. Операциялық жүйе компьютер ресурстарын орындау кезегіндегі қосымшалар арасында бөледі. Мысалы, амалдық жүйенің міндеттеріне әр жұмыс істеп тұрған қосымшаға және оған қажет деректерге жеке жад аймағын бөлу, сондай-ақ Енгізу-шығару құрылғыларын (пернетақта, принтер, монитор, желілік карта және т.б.) басқару кіреді. Жоспарлау. Жоғарыда айтылғандай, компьютер бір уақытта бірнеше бағдарламаны орындайды. Әрбір тапсырма компьютер тапсырмалар арасында ауысу арқылы өңдейтін көптеген "бөліктерге" немесе "бөліктерге" бөлінеді. Мыңдаған осындай бөліктерді компьютердің әртүрлі құрылғылары орындауы керек – бір бағдарлама электрондық кестені есептеуі керек, екіншісі – құжатты принтерге басып шығару керек, үшіншісі мәліметтер базасы сақталатын ұйымның серверіне жүгінеді және т.б. ОЖ-нің міндеті-компьютердің барлық компоненттерінің жұмысын үйлестіру, осылайша барлық қосымшалар мүмкіндігінше тез және тиімді орындалады. Ол үшін амалдық жүйе компьютердің әртүрлі ресурстарын (ең алдымен, процессор, жедел жады және қатты диск) пайдалануды жоспарлауы керек. Әдетте, әр тапсырмаға орындалу басымдығы беріледі, оған сәйкес жоспарлау жүзеге асырылады.
Біздің мысалда кестені есептеу басып шығару тапсырмасына қарағанда жоғары басымдыққа ие болуы мүмкін делік.
Бақылау. ОЖ компьютерлерінің жұмысын бақылайды. Ол әр тапсырманың орындалу кезеңдерін қадағалайды, сонымен қатар есеп журналын жүргізе алады – компьютерді кім пайдаланады, қандай бағдарламалар іске қосылды, бағдарламаларды немесе деректерді рұқсатсыз пайдалану жағдайлары байқалды ма. Қалай болғанда да, кез – келген компьютердің және негізгі компьютердің және компьютердің ОЖ – нің өзі өте үлкен бағдарлама. Сондықтан жедел жадта әрдайым ядро деп аталатын ОЖ-нің бір бөлігі ғана сақталады. ОЖ-нің көп бөлігі қатты дискіде сақталады. Берілген қосымшаны орындау үшін амалдық жүйенің кез-келген бөлігі қажет болған кезде, бұл бөлік қатты дискіден жедел жадқа жүктеледі. Амалдық жүйе сақталатын Диск жүйелік (жүйелік диск) деп аталады.
Файлдық жүйелер
Файл (ағылш. file-қалта) - сыртқы сақтау құрылғысына орналастырылған және сақталатын, жіберілетін және бірлік ретінде өңделетін кез келген деректердің аталған жиынтығы. Файлда бағдарлама, сандық деректер, Мәтін, кодталған сурет және т. б. болуы мүмкін.
Файлдық жүйе-бұл кез-келген медиада файлдарды сақтауды ұйымдастыруға арналған құрал.
Файлдар физикалық түрде сыртқы медиада - магниттік дискілерде немесе CD-ROM-да жад орындары ретінде жүзеге асырылады. Әр файл диск жадының кейбір блоктарын алады. Блоктың әдеттегі ұзындығы-512 байт. Файлдарға файлдық жүйе драйвері деп аталатын арнайы амалдық жүйе модулі қызмет етеді. Әр файлда файлдар каталогында - мазмұн кестесінде тіркелген атау бар.
Каталог (кейде каталог немесе қалта деп аталады) пайдаланушыға операциялық жүйенің командалық тілі арқылы қол жетімді. Оны көруге, онда тіркелген файлдардың атын өзгертуге, мазмұнын жаңа орынға тасымалдауға және жоюға болады. Каталогтың өз атауы болуы мүмкін және әдеттегі файлдармен бірге басқа каталогта сақталуы мүмкін: иерархиялық файл құрылымдары осылай қалыптасады.
Файлдық жүйелердің функцияларына ОЖ басқаратын операциялар жатады:
• файлдарды құру және оларға ат қою;
• каталогтарды (қалталарды) құру және оларға ат қою;
• файлдар мен каталогтардың (қалталардың)атауын өзгерту;
• компьютер дискілері арасында және бір дискінің каталогтары (қалталары) арасында файлдардың атын көшіру және өзгерту;
• файлдар мен каталогтарды (қалталарды)жою;
• берілген файлға, каталогқа (қалтаға)кіру мақсатында файл құрылымы бойынша шарлау;
• файл атрибуттарын басқару.
Утилиталар. Драйверлер
Утилита-бұл ОЖ көмекші модульдеріне жататын бағдарламалық өнім.
Көмекші бағдарламалар-(утилиталар) әдетте пайдаланушының нақты міндеттерін шешуге емес, есептеу жүйесіне қызмет көрсетуге және тиімділікті арттыруға арналған. Көмекші бағдарламалардың негізгі түрлеріне қысқаша тоқталайық.
Мұрағат бағдарламалары ақпаратты ораудың арнайы алгоритмдерін қолдану арқылы дискілердегі ақпаратты қысуға, яғни кішірек файлдардың көшірмелерін жасауға, сондай-ақ бірнеше файлдардың көшірмелерін бір Мұрағаттық файлға біріктіруге мүмкіндік береді. Мұрағат бағдарламаларын қолдану файлдар мұрағатын құру кезінде өте пайдалы, өйткені көп жағдайда оларды Мұрағат бағдарламаларымен қысқаннан кейін сақтау әлдеқайда ыңғайлы. Бұл бағдарламалардың өкілдері-WinRar және WinZip.
Ақпараттың сақтық көшірмесін жасау бағдарламалары компьютердің қатты дискісіндегі маңызды ақпаратты мезгіл-мезгіл қосымша медиаға көшіруге мүмкіндік береді.
Сақтық көшірме бағдарламаларының өкілдері-APBackUp, Acronis True Image.
Антивирустық программалар
Антивирустық программалар компьютерлік вирустармен инфекцияның алдын алуға және вирусты жұқтырудың салдарын жоюға арналған. Бағдарламалардың антивирустық тобының өкілдері-Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus және т. б.
Байланыс бағдарламалары компьютерлер арасында ақпарат алмасуды ұйымдастыруға арналған. Бұл бағдарламалар кабель арқылы сериялық порттарға қосылған кезде файлдарды бір компьютерден екіншісіне оңай жіберуге мүмкіндік береді. Мұндай бағдарламалардың тағы бір түрі компьютерлерді телефон желісі арқылы байланыстыруға мүмкіндік береді (модем болған жағдайда). Олар телефон хабарламаларын жіберуге және қабылдауға мүмкіндік береді. Байланыс бағдарламаларының өкілдері-Venta Fax, Cute FTP.
Компьютерді диагностикалауға арналған бағдарламалар компьютердің
конфигурациясын (жад мөлшері, оның қолданылуы, дискілердің түрлері және т.б.) тексеруге, компьютер құрылғыларының жұмысын тексеруге, оның жұмысын бағалауға мүмкіндік береді. Компьютерлік диагностика бағдарламаларының өкілдері-Sisoft Sandra, Norton System Information.
Дискіні оңтайландыру бағдарламалары дискідегі деректерді орналастыруды оңтайландыру арқылы дискідегі ақпаратқа жылдам қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл бағдарламалар әр файлдың барлық бөліктерін бір-біріне жылжытады (фрагментацияны жояды), барлық файлдарды дискінің басында жинайды және т.б., соның арқасында диск бастарының қозғалысы азаяды (яғни деректерге қол жетімділік тездейді) және Дискінің тозуы төмендейді. Дискіні оңтайландыру бағдарламаларының өкілдері - Norton Disk Doctor, Microsoft Scandisk.
Операциялық жүйе - бұл бір жағынан ДК аппараттық құралдары мен пайдаланушы арасындағы интерфейс қызметін атқаратын, ал екінші жағынан есептеу машиналарының ресурстарын барынша тиімді пайдалануға және сенімді есептеуді ұйымдастыруға арналған бағдарламалар кешені.
Бағдарламалық жасақтама құрамдастарының ешқайсысы компьютердің аппараттық құралдарына тікелей қол жеткізе алмайды (ОЖ-нің өзінен басқа).
Операциялық жүйе бағдарламалық жасақтаманы әзірлеушілерге функциялардың ең аз қажетті жиынтығын қамтамасыз ете отырып, құрылғыларды іске асыру және пайдалану егжей-тегжейлерінен абстракциялауға мүмкіндік береді (қараңыз: қолданбалы бағдарламалау интерфейсі).
Көптеген есептеу жүйелерінде операциялық жүйе жүйелік бағдарламалық қамтамасыз етудің негізгі, ең маңызды (кейде жалғыз) бөлігі болып табылады. 1990 жылдардан бастап ең көп таралған операциялық жүйелер Windows отбасы, UNIX және UNIX тәрізді жүйелер болды.
Есептеу жүйесінің төрт деңгейі бар (3.2-сурет):
- Аппараттық қамтамасыз ету;
- Операциялық жүйе;
- жүйелік кітапханалар; - Қолданбалы бағдарламалар.
Драйвер-бұл операциялық жүйеге компьютердің белгілі бір құрылғысымен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін утилиталар жиынтығы. Драйвердің міндеті-қолданбалы және жүйелік бағдарламалардан келетін сұраныстарды өңдеу, оларды физикалық құрылғыға түсінікті тілге аудару, оны инициализациялау, деректермен алмасу, параметрлерді реттеу, бір күйден екінші күйге ауысу процестерін басқару.Басқаша айтқанда, драйвер жоғары деңгейлі сұраныстарды компьютердің аппараттық ресурстарына тікелей сілтеме жасай отырып, төмен деңгейлі машина тілінің сұраныстарына жібереді.
Бақылау сұрақтары:
1. Жүйелік бағдарламалық жасақтама мен қолданбалы бағдарламалық жасақтаманың негізгі айырмашылығын түсіндіріңіз.
2. Қолданбалы бағдарламалардың (қосымшалардың) негізгі түрлерін атап, қызметін сипаттаңыз.
3. Операциялық жүйенің (ОЖ) есептеу жүйесіндегі негізгі атқаратын функциялары қандай?
4. Меншікті (жабық) бағдарламалық жасақтама мен ашық бастапқы (open source) бағдарламалық жасақтаманың айырмашылығы неде?
5. Файлдық жүйе деген не және оның негізгі функцияларына қандай операциялар жатады?
6. Утилиталар мен драйверлердің есептеу жүйесіне қызмет көрсетудегі рөлі қандай?
Тақырып 4. АДАМ МЕН КОМПЬЮТЕР ӨЗАРА ӘРЕКЕТТЕСТІГІ
Жоспар:
1. Адам-компьютер өзара әрекеттестігінің құралы ретіндегі пайдаланушы интерфейсі.
2. Интерфейстердің юзабилитиі. Интерфейстер түрлері: командалық жолдың интерфейсі, мәтіндік интерфейс, графикалық интерфейс.
3. Пайдаланушы интерфейсін өңдеу кезеңдері. Интерфейстерді тестілеу түрлері (пайдаланушыларды тестілеу).
4. Интерфейстер даму перспективалары.
Адам-компьютер өзара әрекеттестігі (HCI) — бұл адамдар (пайдаланушылар) мен компьютерлер арасындағы өзара әрекеттесуді зерттеу, жоспарлау және дамыту. Көбінесе бұл компьютер туралы ғылымның, бихевиоризмнің,дизайнның және зерттеудің басқа салаларының жиынтығы ретінде қарастырылады. Пайдаланушылар мен компьютерлер арасындағы өзара әрекеттесу бағдарламалық жасақтама мен аппараттық құралдарды қамтитын пайдаланушы интерфейсі (немесе жай интерфейс) деңгейінде болады; мысалы, дисплей экрандарында көрсетілетін кескіндер немесе Нысандар, аппараттық енгізу құрылғылары (мысалы, пернетақта мен тышқандар) арқылы пайдаланушыдан алынған деректер және пайдаланушының басқа автоматтандырылған жүйелермен өзара әрекеттесуі, мысалы, әуе кемесі және электр станциясы.
Есептеу техникасы қауымдастығы адам мен компьютердің өзара әрекеттесуін "адамның пайдалануы үшін интерактивті есептеу жүйелерінің жұмысын жобалауға, бағалауға және жүзеге асыруға, сондай-ақ болып жатқан процестерді зерттеуге арналған пән ретінде қарастырады."Адам-компьютерлік өзара әрекеттесудің маңызды аспектісі пайдаланушылардың қанағаттануын қамтамасыз ету болып табылады.
Адамның компьютерлік өзара әрекеттесуі адам жағынан да, компьютер жағынан да зерттелетіндіктен, зерттеу барысында алынған білім адам факторына да, компьютерге де сүйенеді. Компьютерлік жағынан компьютерлік графика, операциялық жүйелер, бағдарламалау тілдері және даму ортасының технологиялары маңызды. Адам тарапынан коммуникация теориясы, графикалық және өнеркәсіптік дизайн, лингвистика, әлеуметтану, когнитивтік психология және осындай адам факторлары пайдаланушылардың қанағаттануы. Инженерия мен дизайн да маңызды. Адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің пәнаралық сипатына байланысты әр түрлі деңгейдегі адамдар оның жетістігіне үлес қосады. Кейде адамкомпьютерлік өзара әрекеттесу адам-машиналық өзара әрекеттесу және компьютерлікадамдық өзара әрекеттесу деп аталады.
Адам мен компьютердің өзара әрекеттесуіне назар аудару маңызды критерий болып табылады, өйткені нашар дамыған интерфейстер көптеген күтпеген мәселелерді тудыруы мүмкін. Мұның классикалық мысалы-Три миль аралындағы атом электр станциясындағы апат, онда тергеу барысында апат үшін интерфейсті жобалау кем дегенде ішінара жауапты екендігі анықталды. Сол сияқты, авиациядағы апаттар өндірушілердің стандартты емес әуе құралдарын және/немесе штурвалдың орналасуын пайдалану туралы шешіміне байланысты болды. Жаңа конструкциялар адам мен компьютердің негізгі өзара әрекеттесуіне қатысты жетілдірілген деп болжанғанымен, ұшқыштарға "стандартты" орналасу тән болды және осылайша тұжырымдамалық тұрғыдан жақсы идея қажетті нәтижелерге әкелмеді. Мақсаты
Адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің негізгі міндеті-адам мен компьютердің өзара әрекеттесуін жақсарту, компьютерлерді ыңғайлы (usability) және пайдаланушылардың қажеттіліктерін қанағаттандыру. Атап айтқанда, адам-компьютерлік өзара әрекеттесу:
• интерфейсті жобалау әдістемесі мен дамуы (яғни, пайдаланушылардың талаптары мен класына сүйене отырып, берілген шеңберде ең жақсы интерфейсті жобалау, оқу қабілеті мен пайдалану тиімділігі сияқты қажетті қасиеттерге оңтайландыру); интерфейстерді іске асыру әдістерімен (мысалы, бағдарламалық құралдар, кітапханалар және ұтымды Алгоритмдер);
• осындай интерфейстерді бағалау және салыстыру әдістері;
• жаңа интерфейстер мен өзара әрекеттесу әдістерін әзірлеу (ағылш.) орыс.; сипаттамалық және болжамды модельдерді дамыту; өзара әрекеттесу теориясы.
Адам-компьютерлік өзара әрекеттесудің ұзақ мерзімді міндеті-олар қол жеткізгісі келетін адамның когнитивті моделі мен компьютердің алдына қойылған міндеттерді түсінуі арасындағы кедергіні төмендететін жүйені дамыту.
Адам-компьютерлік өзара әрекеттесу мамандары, әдетте, даму әдістерін нақты әлемдік мәселелерге практикалық қолданумен айналысатын әзірлеушілер болып табылады. Олардың жұмысы көбінесе графикалық және веб-интерфейстерді дамытуға байланысты.
1. Командалық интерфейс.
Командалық интерфейсті интерфейстің бұл түрінде адам компьютерге «командалар» береді, ал компьютер оларды орындайды және адамға нәтиже береді деп аталады. Командалық интерфейс пакеттік технология және пәрмен жолы құралы түрінде жүзеге асырылады.
2. WIMP интерфейсі («терезе, белгіше, мәзір, меңзегіш құрылғы»).
Интерфейстің бұл түріне тән ерекшелігі пайдаланушымен диалог командалар көмегімен емес, графикалық кескіндер – мәзірлер, терезелер және басқа элементтер көмегімен жүзеге асырылады. Бұл интерфейсте машинаға командалар берілгенімен, бірақ бұл графикалық кескіндер арқылы орындалады. Интерфейстің бұл түрі технологияның екі деңгейінде жүзеге асырылады – қарапайым графикалық интерфейс және «жақсы» WIMP интерфейсі.
3. SILK интерфейсі («сөйлеу, бейне, тіл, білім»).
Интерфейстің бұл түрі адами қарым-қатынастың әдеттегі түріне ең жақын түрі болып табылады. Бұл интерфейс аясында адам мен компьютер арасында кәдімгі «әңгімелесу» бар. Сонымен бірге компьютер адам сөзін талдап, негізгі сөз тіркестерін таба отырып, командаларды өзі табады. Ол сондай-ақ командаларды орындау нәтижелерін адам оқи алатын пішінге түрлендіреді. Интерфейстің бұл түрі компьютердің аппараттық ресурстарына өте қажет, сондықтан негізінен әскери мақсатта қолданылады.
Пәрмен интерфейсінің мысалы ретінде DOS пәрмен жолы интерфейсі немесе UNIX қабықша интерпретаторы табылады.
Графикалық интерфейсті дамытудың екінші қадамы WIMP интерфейсі болып табылады. Интерфейстің бұл түрі келесі мүмкіндіктермен сипатталады:
1. Бағдарламалармен, файлдармен және құжаттармен барлық жұмыс терезелерде – кадрмен анықталған экранның белгілі бір бөліктерінде жүзеге асады.
2. Барлық бағдарламалар, файлдар, құжаттар, құрылғылар және басқа объектілер болып табылады белгішелер түрінде бейнеленген. Белгішелерді ашқан кезде олар терезеге айналады.
3. Объектілермен барлық әрекеттер меню арқылы орындалады. Меню графикалық интерфейсті әзірлеудің бірінші кезеңінде пайда болғанымен, онда ол басым мәнге ие болмады, тек командалық жолға қосымша ретінде қызмет етті. Жақсы WIMP интерфейсінде мәзір негізгі басқару элементіне айналады.
4. Объектілерді көрсету үшін тұтқаларды кеңінен қолдану. Тұтқа негізгі басқару элементіне айналады. Экранның кез келген аймағына, терезелерге немесе белгішелерге меңзейтін тұтқаны пайдаланып, оны таңдап, содан кейін ғана мәзір арқылы немесе басқа технологияларды пайдаланып, оларды басқарасыз.
Пайдаланушы интерфейстерінің даму перспективалары
3D компьютерлік графика болашақ визуалды интерфейстің бірегей мүмкіндіктерінің біріне айналады. Қабықтың бұл көрінісі неғұрлым ақпаратты және пайдаланушы қабылдауға оңай. Бағдарламалық жасақтаманы әзірлеушілер интерфейстің жалған 3D элементтерін қуатты компьютерлер пайда болғанға дейін жобаларда қолдануға тырысты. жылы
Windows жүйесінде үш өлшемді элементтер бар (кем дегенде түймелерге қараңыз).
Осы саладағы ең перспективалы жобалардың бірі - Project Looking Glass of Sun Microsystems. Құрылған үш өлшемді жұмыс үстелі объектілерді үлкейтуге, жоюға, айналдыруға және оларды бірінен соң бірі орналастыруға болатын нақты кеңістікке ұқсайды. Әзірлеу Java технологиясын пайдалануға негізделген. Бұл жобаның артықшылықтарының бірі - бұл қабықты орнатуға болатын компьютерге төмен жүйелік талаптар.
Басқарудың немесе компьютерлік жүйемен әрекеттесудің барлық әдістерін топтастырсақ, келесіні аламыз:
1. Басқарудың дәстүрлі жолдары.
2. Дауыспен басқару.
3. Қимылдарды басқару.
4. Нейроинтерфейс (ми-компьютер интерфейсі).
5. Басқарудың басқа түрлері.
Басқарудың дәстүрлі әдістері.
Барлығымыз білетіндей, біз дәстүрлі әдістер ретінде пернетақталарды, тышқандарды, трекболдарды, сенсорлық тақталарды, джойстиктерді, қашықтан басқару құралдарын және т.б. пайдалана аламыз. Бұл түрлердің жақсы және жаман жақтары белгілі. Бүгінде біз компьютердің әдеттегі бейнесіне – мониторға, жүйелік блокқа, пернетақтаға және тінтуірге тым байланып қалдық. Сонымен қатар, көп ұзамай компьютерлердің сыртқы түрі ғана емес, сонымен қатар деректерді беру тәсілі де өзгереді.
Дауыспен басқару.
Айта кету керек, ақпараттың дауыстық шығысы жеткілікті қол жетімді, компьютер сөйлей алады. Дауыспен енгізуден әлдеқайда көп қиындықтар туындайды. Сөздерді тану мәселелері дерлік шешілді деп есептеледі. Әрине, кейбір тіл ерекшеліктері бар, бірақ белгілі бір тілге баптау және белгілі бір пайдаланушының сөйлеу ерекшеліктеріне бейімдеу кезінде сөздерді қазір тану үлкен мәселе емес. Мысалы, Apple Inc. дауыстық командаларды тану үшін iPhone 4S смартфонымен Siri жүйесін енгізді. Қазіргі уақытта дауыстық басқару азды-көпті қарапайым жағдайларға, мысалы, «ақылды» үйге жарамды.
Қимылдарды басқару.
Басқарудың бұл түрі пайдаланушыларға ең алдымен Microsoft Kinect құрылғысының арқасында белгілі болды, айтпақшы, ол жақында Xbox ойын консолі үшін ғана емес, қарапайым компьютер мен басқа да электронды құрылғылар үшін шығарылады. Қазіргі уақытта қимылдарды басқару әртүрлі медиа құрылғыларын басқару үшін ең қолайлы болып табылады.
Ғалымдар менеджменттің бұл түрінің мүмкіндіктерін XX ғасырдың 30-жылдарында зерттей бастады. Нейроинтерфейс үшін құрылғы прототипі полиграф немесе өтірік детекторы болып табылады. Ең танымал құрылғы - Emotiv EPOC құрылғысы, оны қазірдің өзінде дүкеннен сатып алуға болады. Бұл құрылғы электроэнцефалографиялық технологияны пайдаланатын сенсорлары бар гарнитура болып табылады. Негізінде нейроинтерфейс кез келген құрылғыны басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. Жақын арада өндірушілер осы технологияны ойындарда және навигацияда қолдануға баса назар аударады.
Нейроинтерфейстің немесе ми-компьютер интерфейсінің артықшылықтары мыналарды қамтиды: әлеуетті ең жылдам пәрменді енгізу, кез келген күрделіліктегі пәрмендерді беру мүмкіндігі, бос қолдар мен көздер. Нейроинтерфейстің кемшіліктеріне мыналар жатады: күрделі іске асыру, қосымша құрылғылар (датчиктер, каскалар және т.б.), қателердің жоғары ықтималдығы, нақты объектілерді басқару кезінде қауіпсіздікке ерекше назар аудару, нақты пайдаланушы үшін калибрлеу қажет.
Соңғы жылдары көптеген жаңа технологиялар пайда болды, олар болашақта пайдаланушы интерфейстерінің көрінісін түбегейлі өзгертеді. Мысалы, Siri және Google Glass – бұл екеуі интерфейсті дамытудағы жаңа кезеңнің хабаршысы.
Қазіргі уақытта MIT Media Lab қызметкерлері ақпараттың бір сақтау жүйесінен екіншісіне еркін өтуіне мүмкіндік беретін сұйық интерфейстерді жасаумен айналысады.
Мысалы, MIT медиа зертханасында жасалған Finger Reader деп аталатын құрылғы саусақты сызық бойымен сырғыту арқылы зағип адамдарға кітап оқуға көмектеседі. FineReader мәтінді оқиды және оның акустикалық өңдеуін жасайды. Бір уақытта тек аудио ғана емес, тактильді өзара әрекеттесу де жүзеге асырылады – құрылғы тыныс белгілерін, сөздер арасындағы бос орындарды белгілеп, сөйлемнің аяқталуын хабарлайды. Осылайша, ақпарат аналогтық деректерді сақтау жүйесінен (кітап) цифрлық (FingerReader) жүйесіне түседі, содан кейін пайдаланушы дауысты және ассимиляциялайды. Бұл жағдайда адам денесі интерфейс ретінде пайда болады - құрылғы тек не істеу керектігін айтады.
Интернеттің дамуы сөзсіз көптеген құрылғыларда әдеттегі интерфейстердің болмауына әкеледі. Мысалы, пайдаланушы идентификациясы ретинальды сканерлеу немесе саусақ ізі арқылы жүзеге асырылады және ақпарат дауыстық хабарламалар немесе голографиялар түрінде келеді. Яғни, болашақ интерфейсі әдетте компьютер немесе смартфон сияқты физикалық ортаны қажет етпейді.
Бақылау сұрақтары:
1. Адам-компьютерлік өзара әрекеттесу (HCI) пәні нені зерттейді және оның басты міндеті қандай?
2. Нашар дамыған немесе стандартты емес интерфейстердің кесірінен тарихта қандай апаттар орын алған?
3. Командалық интерфейс, WIMP интерфейсі және SILK интерфейсінің бір-бірінен айырмашылықтары қандай?
4. WIMP интерфейсінің негізгі элементтері мен өзіне тән сипаттамаларын атаңыз.
5. Компьютерлік жүйемен әрекеттесудің дәстүрлі және жаңа (дауыс, қимыл, нейроинтерфейс) әдістерін салыстырыңыз.
6. Ми-компьютер интерфейсінің (нейроинтерфейс) негізгі артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?