- Понятие о программном обеспечении (Software).
Программное обеспечение (ПО) - это совокупность программ, позволяющая организовать решение задач на ЭВМ. ПО и архитектура ЭВМ (аппаратное обеспечение) образуют комплекс взаимосвязанных и разнообразных функциональных средств ЭВМ, определяющих способность решения того или иного класса задач. Небходимо различать ПО и математическое обеспечение (МО). МО - это математические методы и алгоритмы, обеспечивающие решение поставленных задач. По мере развития поколений вычислительной техники одновременно совершенствовалось и программное обеспечение от простейших машинных команд до языков программирования высокого уровня и сложных операционных систем, от простейших текстовых редакторов до современных компьютерных технологий. Программное обеспечение делится на 3 класса: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования (инструментальные системы). Резких граней между указанными тремя классами нет: иногда одни программы или пакеты программ из одного класса включают в себя программы из другого класса. Такие пакеты программ называются интегрированными системами. Пример: В состав MS-DOS 6.22 входит текстовый редактор MS-DOS Editor и среда программирования QBasic. Пример других интегрированных систем: MS Works, Windows 3.1, Windows-95/98/2000. 1. Системное ПО организует процесс обработки информации в ЭВМ. Главную часть системного ПО составляет Операционная система (ОС). К системному ПО также относятся программы для диагностики и контроля работы компьютера, архиваторы, антивирусы, программы для обслуживания дисков, программные оболочки, драйверы внешних устройств, сетевое ПО и телекоммуникационные программы. Примеры важнейших системных программ: MS-DOS, Norton Commander, Norton Utilities, Windows. 2. Прикладное ПО предназначено для решения определенного класса задач пользователей. Существуют пакеты прикладных программ (например, MS Works) и библиотеки стандартных программ (например, MathCad для вычисления функций, построения графиков и решения уравнений). Компьютеры широко используются для подготовки к печати различных документов. Подготовленный и оформленный документ затем распечатываеся на принтере. Программы, предназначенные для ввода и обработки текстов на ПК, называются текстовыми редакторами. Процесс подготовки текстов называется редактированием. Приме- ры важнейших текстовых редакторов: Лексикон, "Слово и Дело", Word. Современное прикладное ПО включает в себя основные офисные компьютерные технологии: текстовый процессор (технология обработки текста), табличный процессор (технология обработки численных данных), система управления базами данных (технология обработки данных различной природы), графический редактор (технология обработки графических изображений). Примером пакета программ, содержащим важнейшие офисные компьютерные технологии, является Microsoft Office-97 для Windows-95. К прикладному ПО относятся текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные рабочие места (АРМ) бухгалтера, секретаря и т.д., издательские, информационные и справочные системы, обучающие и тестирующие программы, игровые программы. Примеры важнейших прикладных программ: Word, Excel,Works, Лексикон, Paint Brush, AutoCad. 3. Важнейшей частью ПО являются Системы программирования (инструментальные системы), позволяющие разрабатывать новые программы на языках программирования. Примеры важнейших систем программирования: Turbo Pascal, QBasic, Borland C++, Visual Basic.
Понятие об интерфейсе. Типы интерфейсов.
1. Интерфейс - это способ общения пользователя с персональным компьютером, пользователя с прикладными программами и программ между собой. Интерфейс служит для удобства управления программным обеспечением компьютера. Интерфейсы бывают однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские. Интерфейсы отличаются между собой по удобству управления программным обеспечением, то есть по способу запуска программ. Существуют универсальные интерфейсы, допускающие все способы запуска программ, например Windows 3.1, Windows-95. Пример: Windows-95 имеет все способы запуска, в том числе позволяет запускать программы при помощи меню кнопки Пуск.
Ряд важнейших программ, например все виды DOS, запускаются автоматически при включении компьютера, другие с помощью файлов autoexec.bat или config.sys (различные драйверы). Ряд программ могут при необходимости автоматически загружаться при запуске оболочек Windows 3.1, Windows-95.
2. Типы интерфейсов.
Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.
2.1. Команднострочный (текстовый) интерфейс.
Для управления компьютером в командную строку пишется (вводится с клавиатуры) команда, например, имя командного файла программы или специально зарезервированные операционной системой служебные слова. Команда может быть при необходимости отредактирована. Затем для исполнения команды нажимается клавиша Enter. Данный тип интерфейса в качестве основного имеют все разновидности операционных систем, например MS-DOS 6.22. Как дополнительное средство данный тип интерфейса имеют все виды программных оболочек (Norton Commander, DOS Navigator и др.) и Windows 3.1, Windows-95/98. Команднострочный интерфейс неудобен, так как надо помнить имена многих команд, ошибка в написании даже одного символа недопустима. Он применяется редко в сеансе непосредственной работы с операционной системой или при сбоях, когда другие способы невозможны.
2.2. Графический полноэкранный интерфейс.
Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим). Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в дереве каталогов устанавливается на командные файлы программ (*.exe, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша Enter или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отделяются от файлов размером или рисунком.
Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек. Пример: Norton Commander и нортонообразные оболочки (DOS Navigator, Windows Commander, Disk Commander). Подобный интерфейс имеют инструменты Windows 3.1 (Диспетчер файлов) и Windows-95/98 (Мой компьютер и Проводник). Такой интерфейс весьма удобен, особенно при работе с файлами, поскольку обеспечивает высокую скорость выполнения операций. Позволяет создавать пользовательское меню, запускать приложения по расширению файлов, что повышает скорость работы с программами.
2.3. Графический многооконный пиктографический интерфейс.
Представляет собой рабочий стол (DeskTop) на котором лежат пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме. Это наиболее удобный и перспективный интерфейс, особенно при работе с программами. Пример: интерфейс компьютеров Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows-95/98, OS/2.
Мы живем в веке информационных технологий. Современные реалии наполняют нашу жизнь терминами и понятиями, которые мы активно используем, далеко не всегда будучи уверенными в их значении. Например, вы сможете дать определение слову «интерфейс»? А насколько ваше определение корректно?
Если обратиться к различным источникам, можно получить несколько толкований слова «интерфейс»:
- это граница между двумя устройствами или системами, обусловленная их качествами
- это все множество средств и способов, обеспечивающее взаимодействие между двумя структурами или системами
Например, если вы – автолюбитель, то руль, педали и рычаг переключения скоростей – интерфейс управления автомобилем. Панель микроволновой печи, где вы можете выставить время и мощность нагревания, — ее интерфейс. Дистанционный пульт кондиционера или телевизора тоже можно назвать интерфейсом. У корабля он является рубкой. Таким образом, интерфейс – это посредник или проводник, помогающий управлять чем-либо.
Этот термин возник вместе с появлением первых ЭВМ – электронных вычислительных машин. Тогда взаимодействие осуществлялось посредством перфокарт, которые нужно было вставить в машину. Может быть, у кого-то дома еще лежат стопки этих желтых картонок с рядами отверстий по краям. Для того, чтобы управлять вычислительной машиной того времени, «команды» ей программисты набивали вручную на перфокарте с помощью шила.
Виды интерфейсов
Благодаря этому экскурсу в историю мы только что открыли, что бывают разные виды интерфейса. Этот, посредством перфокарт, называется командным интерфейсом
. Получив команды в виде перфокарт, компьютер выдавал результат. Это так называемая пакетная технология. Человек формировал пакеты задач в виде перфокарт, они в свою очередь обрабатывались пакетом программ. Результат распечатывался на бумаге. Метод был неидеальным, так как слишком велик был риск человеческого фактора.
Технологии шагнули вперед, и на компьютерах начали устанавливать операционные системы с функцией командной строки. Перфокарты более не использовались. Для ввода команд применялась клавиатура. Результат отображался на экране монитора. Это технология командной строки. Она применяется и до сих пор. Обычному пользователю ноутбука ни к чему знать, где находится командная строка, а вот профессионалы ей пользуются как основным инструментом работы. Если вы хотите себя почувствовать себя хакером, найдите через Пуск – Стандартные командную строку, и, удерживая клавишу Alt, наберите код 128. В командной строке отобразится символ «А». Если набрать код 160, мы получим «а».
Интерфейс Windows 8
Прогресс не стоит на месте, и со временем выработался привычный для нас вид интерфейса – графический интерфейс . Именно к нему можно применить понятие дружественного или интуитивно понятного интерфейса. За его появление стоило б поблагодарить Стива Джобса, но, к сожалению, с благодарственным письмом ему мы немного опоздали. Он первый сообразил, как можно облегчить управление компьютером, используя мышь. Его конкуренты не придумали ничего нового, лишь много позже скопировали этот способ взаимодействия машины и человека. Мы управляем компьютером, кликая мышкой по иконам программ. Даже человек без навыка работы на компьютере довольно быстро сообразит, как набрать текст или запустить пасьянс «Косынка», ориентируясь только на картинки. Называется такой тип управления компьютером «WIMP» интерфейсом. W – window (окно), I – image (картинка, изображение), M – menu (меню), P – pointer (указатель). То есть можем открывать окошки на мониторе, выбирать необходимые нам пиктограммы или картинки, работать в программах посредством меню, используя курсор мыши или тачпада, или навигационные клавиши клавиатуры.
Чем более простой и понятный интерфейс имеет игра или программа, тем больше вероятности, что она приживется на нашем компьютере. Именно поэтому сейчас так востребована профессия разработчика. От него зависит, канет ли программа в Лету или обоснуется на ноутбуке. Но мало разработать удобный интерфейс. Его необходимо постоянно оптимизировать и выпускать обновления.
Все знают, кто такой маркшейдер, благодаря фразе: «Окей, Гугл, кто такой маркшейдер?» Вот так ненавязчиво мы подошли к третьему виду интерфейса – SILK интерфейсу
. S – speech (речь), I – image (картинка, образ), L – language (язык), K – knowledge (знание). При таком типе интерфейса управлять программой или компьютером можно, используя свое поведение. Например, Гугл на наших телефонах управляется речью. Это речевая технология. Во многих играм своим персонажем можно управлять, двигаясь самому. Компьютер получает команды через движения человека, считываемые видеокамерой. Это биометрическая технология.
Вообще данное понятие имеет много определений, однако основное касается именно компьютеров и подобной им технике. В данном случае под интерфейсом подразумевается средство, предоставляющее пользователю возможность управлять различными программами, играми или операционной системой. Оно делает работу с ними значительно легче.
Если по другому – это совокупность разного рода средств, благодаря которой производится управление вычислительной техникой человеком. В его задачи входит ввод информации и ее вывод. Кстати, заднюю панель ПК так же можно охарактеризовать , как интерфейс. Это объясняется тем, что на ней присутствуют различные входы, куда можно подключать разнообразные устройства. Например, на стиральных машинах или же автомобилях имеются специальные панели управления, так вот они тоже считаются интерфейсом.
Вообще данное слово было взято из английского языка. Если обратить внимание на его точный перевод, оно означает взаимодействие между лицами , и используется, кстати, в этом же значении. Относительно современных технологий, интерфейс – системные связи , благодаря которым происходит обмен информацией между объектами. Это понятие хоть и чаще всего применяется в компьютерных технологиях, но встречается и в других областях науки, а также техники.
Для чего необходим интерфейс
Он исполняет роль некой системы связи между различными блоками оборудования, а еще техники и пользователя. Он может выражаться как в логической , так и физической форме. Логически — это сложные алгоритмы, в основе которых лежит Булева алгебра, а физически это различные чипы, детали, провода и прочее, объединенные между собой.
В общем, интерфейс компьютера позволяет ему функционировать , обеспечивая связь с оперативной памятью, видеоадаптером, а еще обмен информацией с другими компьютерами и человеком. Собственно без него вовсе невозможна работа вычислительных устройств. На сегодняшний день в технике используется множество различных интерфейсов, которые просто необходимы для работы программиста или использования ПК обычными пользователями.
Интерфейс это средства позволяющие человеку взаимодействовать с машинами, управлять разного рода приборами и так далее. Он существует внешний и внутренний . Для пользователя доступен лишь один – внешний, внутренний закрыт и находится внутри этих самых машин. Взаимодействие с ним происходит лишь при поломке устройства.
В течение передачи по интерфейсу SPI данные одновременно передаются и принимаются по двум линиям синхронно с синхроимпульсами сдвига. Полярность и фаза последовательных синхроимпульсов сдвига - это основной компонент, определяющий формат передачи данных по интерфейсу SPI. Полярность последовательных синхроимпульсов соответствует свободному логическому состоянию линии синхронизации и поэтому также определяет, какой фронт синхроимпульса является активным ребром. Для того, чтобы свободное логическое состояние линии синхронизации было определено как низкое логическое состояние (активным фронтом синхроимпульса является нарастающий фронт), бит выбора полярности синхроимпульсов (CKPOL; SPICF.0) должен быть сброшен в 0, а установка этого бита в единицу (CKPOL = 1) определит свободное состояние синхроимпульса как высокое логическое состояние, т.е. активным фронтом синхроимпульса будет являться спадающий фронт. Фаза последовательных синхроимпульсов определяет, какой фронт используется для выборки данных последовательным регистром сдвига. Бит выбора фазы синхроимпульсов (CKPHA; SPICF.1) определяет по активному или неактивному фронту будет осуществляться захват данных. Когда CKPHA установлен в 1, то данные выбираются по неактивному фронту синхроимпульса (возвращение синхроимпульса в свободное состояние). Когда CKPHA сброшен в 0, то данные выбираются по активному фронту синхроимпульсов (переход синхроимпульса в активное состояние). Совместно биты CKPOL и CKPHA позволяют определить четыре возможных формата передачи данных по SPI интерфейсу. Эти форматы приведены на рисунке 43.
Каждый раз, когда активный фронт используется для выбора данных (CKPHA = 0), цикл передачи должен быть начат с установки сигнала SSEL. Поэтому между передачами сигнал SSEL должен переводиться в неактивное состояние. Наоборот, когда для выборки используется неактивный фронт (CKPHA = 1), сигнал SSEL может остаться низким между пакетами данных, при этом начало передачи определяется первым активным фронтом синхроимпульса.
Рисунок 43. Форматы передачи данных по SPI интерфейсу (определяется битами CKPOL и CKPHA)
Длительность SPI посылки
Чтобы гибко подстраиваться под различную длительность посылки данных, в регистре настройки модуля SPI имеется бит выбора длительности посылки (CHR). Бит CHR позволяет выбирать длительность посылки 8 или 16 бит. При загрузке 8- битных данных в буферный регистр SPIB, байт, предназначенный для передачи, должен быть помещен в младший байт передаваемого слова. При приеме 8- битных данных слово также находится в младшем байте регистра SPIB. В режиме обмена 8- битными данными старший байт буферного регистра SPIB не определен.
Скорости обмена данными по SPI интерфейсу
При работе в режиме ведомого, синхроимпульсы формирует внешнее ведущее устройство SPI интерфейса. Для правильной работы в режиме ведомого, частота синхроимпульсов не должна превышать частоту системных синхроимпульсов, деленную на 8.
При работе в режиме ведущего, микроконтроллер сам формирует синхроимпульсы SPI интерфейса. Скорость обмена данными определяется коэффициентом деления системных синхроимпульсов, который задается значением регистра коэффициента деления для SPI интерфейса (SPICK). Модуль SPI поддерживает 256 различных коэффициентов деления. Частота синхроимпульсов SPICK определяется следующей формулой:
где коэффициент деления частоты системных синхроимпульсов = (SPICK.7:0) + 1
Так как скорость обмена данными по SPI интерфейсу зависит от частоты системных синхроимпульсов, то изменение частоты этих синхроимпульсов, например при активизации одного из режимов управления питанием, изменит скорость обмена данными по SPI интерфейсу. Попытка же активизировать режим управления питанием при передачи данных по SPI интерфейсу (STBY = 1) игнорируются.
Обратите внимание, однако, что в режиме управления питанием (PMME = 1) запись в регистр SPIB в режиме ведущего и установка активного сигнала на выводе SSEL в режиме ведомого квалифицируются как активизация режима переключения источника (SWB = 1). В режиме останова синхронизация модуля SPI приостанавливается.
Каким образом человек взаимодействует с компьютером, смартфоном и другой процессорной техникой? В этом обычным пользователям помогает интерфейс.
Нередко можно услышать или прочесть выражения: «понятный интерфейс», «сложный интерфейс» и т.д. Давайте разберемся в значении этого слова и поймем, в каких случаях оно используется.
Слово «интерфейс» заимствовано из английского языка, где буквально означает «между лицами» , т.е. используется в значениях: «взаимодействие, разделение, внешний вид». В современной IT-сфере интерфейсом называют унифицированные системы связи, обеспечивающие обмен информацией между различными объектами.
Это понятие наиболее часто используется в компьютерной технике, но нередко употребляется и в других технических областях, а также в инженерной психологии, где означает различные способы коммуникации между человеком и машиной.
Интерфейс представляет собой систему связи между различными узлами и блоками сложного оборудования, а также между техникой и пользователем. Он выражается в логической (системы представления информации) и физической (характеристики информационных сигналов) форме.
Так, логически компьютерные интерфейсы представляют собой сложные математические системы, основанные на понятиях Булевой алгебры, а физически – это совокупность чипов и других электронных деталей, медных проводов и импульсов электрического тока.
В целом компьютерный интерфейс обеспечивает функционирование компьютера – связь процессора с оперативной памятью, устройствами печати и т.д., а также обмен информации с другими компьютерами (в сети Интернет) и с человеком.
Грубо говоря, без интерфейса работа вычислительных устройств попросту невозможна. Сегодня в компьютерной технике используются различные виды интерфейсов, необходимые для профессиональной работы программиста и для пользования обычных людей компьютерами.
Графическим интерфейсом называют один из видов пользовательского компьютерного интерфейса, который вместо букв и цифр использует графические изображения – иконки, кнопки и т.д. Так, например, рабочий стол ОС Виндоуз представляет собой элементы графического интерфейса, который позволяет запускать программы простым кликом мышки.
По сравнению с вводом команд через командную строку графический интерфейс значительно более прост и понятен, причем нередко для пользования им не нужны специальные знания. Нередко его называют дружелюбным и интуитивно понятным.
Существенным недостатком графического интерфейса является большой объем памяти, который требуется для представления компьютерных команд в графическом виде. Во временных компьютерных системах этот недостаток успешно преодолевается, так как их объемы памяти каждые несколько лет увеличиваются на порядок.
Однако с каждым годом усложняется и графический интерфейс: он становится трехмерным, приобретает новые формы и способы выражения, становится все более удобным и эффектным внешне.
Совокупность управляющих элементов программы, с помощью которых пользователь выполняет различные действия, называется интерфейсом программы. Говоря простыми словами, интерфейс программы – это те кнопки и окошки, которые вы используете для того, чтобы программа совершала нужные вам действия.
Так, когда вы хотите посмотреть фильм, вы вызываете программу-медиаплеер, с помощью специальной строки указываете нужный файл и запускаете просмотр нажатием кнопки на экране. Если необходимо изменить громкость, приостановить показ или включить титры, вы пользуетесь для этого возможностями интерфейса медиаплеера – кнопками, движками и окнами, специально предназначенными для управления.
Игровой интерфейс – это возможности управления персонажем, взаимодействия персонажей друг с другом, общения игроков между собой и т.д. Практически все игры обладают сложным интерфейсом, позволяющим управлять персонажами с помощью различных способов – мышкой, виртуальными кнопками на экране и т.д.
Основные действия игровых персонажей реализуются стандартными способами, одинаковыми для всех игр. Нередко игрок может изменить настройки интерфейса так, чтобы ему было удобнее и привычнее. В то же время с использованием сенсорных экранов появились и новые способы управления с помощью движений пальцев.
