История и перспективы развития вычислительной техники. Классификация ЭВМ и программного обеспечения (ПО)

2) Большие ЭВМ - для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров. Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 — 300 рабочих мест.

3) Средние ЭВМ - широкого назначения для управления сложными технологическими производственными процессами. ЭВМ этого типа могут использоваться и для управления распределенной обработкой информации в качестве сетевых серверов.

4) Персональные и профессиональные ЭВМ, позволяющие удовлетворять индивидуальные потребности пользователей. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня.

5) Встраиваемые микропроцессоры, осуществляющие автоматизацию управления отдельными устройствами и механизмами.

II. Классификация ПК по типоразмерам:

1. Настольные (desktop) - используются для оборудования рабочих мест, отличаются простотой изменения конфигурации. Наиболее распространены.
2. Портативные – удобны для транспортировки, можно работать при отсутствии рабочего места.

III. Классификация по условиям эксплуатации:

По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:

1. офисные (универсальные) – на их основе можно собирать вычислительные системы произвольного состава;
2. специализированные – предназначены для решения конкретного круга задач (например, бортовые компьютеры автомобилей, самолетов).

 

§1.4 Классификация программного обеспечения

 

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.

Различают системное и  прикладное ПО. Схематически программное  обеспечение можно представить  так:

Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).

Базовое ПО включает в себя:

• операционные системы;
• оболочки;
• сетевые операционные системы.

Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):

• диагностики;
• антивирусные;
• обслуживания носителей;
• архивирования;
• обслуживания сети.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы  называют приложениями. Они включает в себя:

• текстовые процессоры;
• табличные процессоры;
• базы данных;
• интегрированные пакеты;
• системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
• экспертные системы;
• обучающие программы;
• программы математических расчетов, моделирования и анализа;
• игры;
• коммуникационные программы.

Особую группу составляют системы программирования (инструментальные системы), которые являются частью системного ПО, но носят прикладной характер. Системы программирования – это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов. Системы программирования обычно содержат:

• трансляторы;
• среду разработки программ;
• библиотеки справочных программ (функций, процедур);
• отладчики; редакторы связей и др.

 

§1.5 Перспективы развития компьютерной техники

 

Все мы прекрасно знаем, что  в последние годы компьютер и  компьютерная техника стали неотъемлемой частью нашей жизни. Ни одна фирма, не представляет свою работу без компьютера и продвинутого программного обеспечения. Теперь же компьютер имеется в  каждом доме, практически в каждой семье. Даже школьники выполняют  свои домашние задания с помощью  компьютера. Можно сказать что ЭВМ – это величайшее достижение человечества. В настоящее время очень огромной популярностью начинают пользоваться МикроПК.

По словам учёных и исследователей, в ближайшем будущем персональные компьютеры кардинально изменятся, так как уже сегодня ведутся  разработки новейших технологий, которые  ранее никогда не применялись. Примерно в 2020-2025 годах должны появиться молекулярные компьютеры, квантовые компьютеры, биокомпьютеры и оптические компьютеры. Компьютер будущего должен облегчить  и упростить жизнь человека ещё в десятки раз.

Виртуальная реальность, пожалуй, остаётся одним из самых интересных и загадочных понятий компьютерной индустрии. Появившись ещё в прошлом  веке, это понятие до сих пор  притягивает к себе ученых, дизайнеров, кинорежиссёров, писателей-фантастов, ну и конечно же геймеров. Виртуальная реальность - это образ искусственного мира, моделируемый техническими средствами и передаваемый человеку через ощущения. В данный момент технологии виртуальной реальности широко применяются в различных областях человеческой деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Объектно - ориентированное программирование

 

§2.1 История развития объектно - ориентированного программирования

 

Объектно-ориентированное или объектное программирование (в дальнейшем ООП) - парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов (либо, в менее известном варианте языков с прототипированием, прототипов).

ООП возникло в результате развития идеологии процедурного программирования, где данные и подпрограммы (процедуры, функции) их обработки формально  не связаны. Для дальнейшего развития объектно-ориентированного программирования часто большое значение имеют  понятия события (так называемое событийно-ориентированное программирование) и компонента (компонентное программирование, КОП).

Формирование КОП от ООП  произошло, как случилось формирование модульного от процедурного программирования: процедуры сформировались в модули - независимые части кода до уровня сборки программы, так объекты сформировались в компоненты - независимые части кода до уровня выполнения программы. Взаимодействие объектов происходит посредством сообщений.

Первым языком программирования, в котором были предложены принципы объектной ориентированности, была Симула. В момент своего появления (в 1967 году), этот язык программирования предложил поистине революционные идеи: объекты, классы, виртуальные методы и др., однако это всё не было воспринято современниками как нечто грандиозное. Тем не менее, большинство концепций были развиты Аланом Кэйем и Дэном Ингаллсом в языке Smalltalk. Именно он стал первым широко распространённым объектно - ориентированным языком программирования.

В настоящее время количество прикладных языков программирования (список языков), реализующих объектно-ориентированную  парадигму, является наибольшим по отношению  к другим парадигмам. В области  системного программирования до сих  пор применяется парадигма процедурного программирования, и общепринятым языком программирования является язык C. Хотя при взаимодействии системного и  прикладного уровней операционных систем заметное влияние стали оказывать  языки объектно-ориентированного программирования. Например, одной из наиболее распространенных библиотек мультиплатформенного программирования является объектно-ориентированная библиотека Qt, написанная на языке C++.

 

§2.1 Основные понятия и разновидности

 

К основным понятиям относятся:

• наследование;

• инкапсуляция;

• полиморфизм.

Эти понятия лежат в  основе ООП.

Наследование - это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс - потомком, наследником или производным классом.

Инкапсуляция - это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними в классе, и скрыть детали реализации от пользователя.

Полиморфизм  - это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.

При  процедурном  подходе  требуется  описать  каждый  шаг,  каждое  действие алгоритма  для  достижения  конечного  результата.  В  отличие  от  него  объектно-ориентированный подход оставляет за  объектом право решать, как отреагировать и что  сделать  в  ответ  на  поступивший  вызов.  Достаточно  в  стандартной  форме поставить перед ним задачу и получить ответ.

Объект состоит из следующих  трех частей:

• имени объекта;

• состояния (переменных состояния);

• методов (операций).

Объект  ООП  -  это совокупность переменных состояния и связанных с ними методов (операций). Упомянутые методы определяют, как объект взаимодействует с окружающим миром.

Под методами объекта понимают процедуры и функции, объявление которых включено в описание объекта и которые выполняют действия. Возможность управлять состояниями объекта  посредством вызова методов в итоге и определяет поведение объекта. Совокупность методов часто называют интерфейсом объекта.

Структура данных «класс», представляющая собой объектный тип данных, внешне похожа на типы данных процедурно - ориентированных языков, такие как структура в языке Си или запись в Паскале или QuickBasic. При этом элементы такой структуры (члены класса) могут сами быть не только данными, но и методами (то есть процедурами или функциями). Такое объединение называется инкапсуляцией.

Наличие инкапсуляции достаточно для объектности языка программирования, но ещё не означает его объектной ориентированности -для этого требуется наличие наследования.

Но даже наличие инкапсуляции и наследования не делает язык программирования в полной мере объектным с точки  зрения ООП. Основные преимущества ООП  проявляются только в том случае, когда в языке программирования реализован полиморфизм.

Язык Self, соблюдая многие исходные положения объектно-ориентированного программирования, ввёл альтернативное классам понятие прототипа, положив начало прототипному программированию, считающемуся подвидом объектного.

Абстрагирование  - это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения незначимые. Соответственно, абстракция - это набор всех таких характеристик.

Класс является описываемой  на языке терминологии (пространства имён) исходного кода моделью ещё не существующей сущности (объекта). Фактически он описывает устройство объекта, являясь своего рода чертежом.

Говорят, что объект - это экземпляр класса. При этом в некоторых исполняющих системах класс также может представляться некоторым объектом при выполнении программы посредством динамической идентификации типа данных. Обычно классы разрабатывают таким образом, чтобы их объекты соответствовали объектам предметной области.

Прототип - это объект - образец, по образу и подобию которого создаются другие объекты. Объекты - копии могут сохранять связь с родительским объектом, автоматически наследуя изменения в прототипе; эта особенность определяется в рамках конкретного языка.

 

 

Глава 3. Среда  программирования Visual С++

 

§3.1 Организация ввода/вывода

 

Microsoft Visual C++ (MSVC) - интегрированная среда разработки приложений на языке C++, разработанная фирмой Microsoft.

Visual C++ предоставляет интегрированную среду разработки, в которой можно писать и запускать программы. Кроме того, все файлы, составляющие программу для Windows, в Visual C++ организуются в виде проектов. На самом деле мастера (специальные программные инструменты) Visual C++ могут написать немалую часть программы.