Software (software, software): un conjunto de programas ejecutados por un sistema informático. El software es una parte integral sistema informático. Es una continuación lógica. medios tecnicos. El alcance de una computadora en particular está determinado por el software creado para ella. La computadora en sí no tiene conocimiento en ningún área de aplicación. Todo este conocimiento se concentra en los programas que se ejecutan en las computadoras. Software (software, software): un conjunto de programas ejecutados por un sistema informático. El software es una parte integral de un sistema informático. Es una continuación lógica de los medios técnicos. El alcance de una computadora en particular está determinado por el software creado para ella. La computadora en sí no tiene conocimiento en ningún área de aplicación. Todo este conocimiento se concentra en los programas que se ejecutan en las computadoras.
Todos los programas que se ejecutan en una computadora se pueden dividir en tres tipos: programas de aplicación que aseguran directamente el desempeño del trabajo necesario para los usuarios; programas de aplicación programas de sistema diseñados para controlar el funcionamiento de un sistema informático, realizar diversas funciones auxiliares, por ejemplo: programas de sistema gestión de recursos informáticos; creación de copias de la información utilizada; comprobar el estado de los dispositivos informáticos; emisión de información de referencia sobre la computadora, etc.; Sistemas de software instrumentales que facilitan el proceso de creación de nuevos programas para la computadora. sistemas de software instrumentales
Un programa de aplicación es cualquier programa específico que contribuye a la solución de un problema dentro de un área de problema determinada. Por el contrario, el sistema operativo o software de la herramienta no contribuye directamente a satisfacer las necesidades finales del usuario. Los programas de aplicación se pueden utilizar de forma autónoma, es decir, para resolver la tarea sin la ayuda de otros programas, o como parte de sistemas o paquetes de software.
Los editores de documentos son el tipo de software de aplicación más utilizado. Le permiten preparar documentos de forma mucho más rápida y cómoda que con una máquina de escribir. Los editores de texto pueden proporcionar una variedad de funciones, a saber: Procesadores de hojas de cálculo Los procesadores de hojas de cálculo son una herramienta conveniente para los cálculos contables y estadísticos. Cada paquete tiene cientos de funciones integradas funciones matematicas y algoritmos para el procesamiento de datos estadísticos. Además, existen poderosas herramientas para vincular tablas entre sí, crear y editar bases de datos electrónicas. Sistemas diseño asistido por ordenador(CAD) o CAD (Computer-Aided Design) es un paquete de software diseñado para crear dibujos, diseño y/o documentación tecnológica y/o modelos 3D. Entre los sistemas de clase pequeña y media en el mundo, el sistema más popular es AutoCad de AutoDesk. Paquete doméstico con funciones similares - Compass
Los editores gráficos le permiten crear y editar dibujos. Los editores más simples brindan la capacidad de dibujar líneas, curvas, colorear áreas de la pantalla, crear etiquetas en varias fuentes, etc. La mayoría de los editores le permiten procesar imágenes obtenidas mediante escáneres. Representantes de editores gráficos - programas. Adobe Photoshop, Dibujo de Corel. Los sistemas de administración de bases de datos (DBMS) le permiten administrar grandes arreglos de información: bases de datos. Los sistemas de software de este tipo permiten procesar conjuntos de información en una computadora, proporcionar entrada, búsqueda, clasificación, selección de registros, informes, etc. Los representantes de esta clase de programas son Microsoft Access, Clipper, Paradox, FoxPro. Los sistemas integrados combinan las capacidades de un sistema de administración de bases de datos, una hoja de cálculo, un editor de texto, un sistema de gráficos comerciales y, a veces, otras capacidades. Por regla general, todos los componentes de un sistema integrado tienen una interfaz similar, lo que facilita aprender a trabajar con ellos. Representantes de sistemas integrados - paquete de microsoft Office y su equivalente gratuito Open Office.
Programas del sistema se ejecutan junto con los aplicados y sirven para administrar los recursos de la computadora como el procesador central, la memoria, la entrada-salida. Estos son programas de uso general que están destinados a todos los usuarios de computadoras. sistémico software está diseñado para permitir que la computadora ejecute programas de aplicación de manera eficiente.
El software del sistema se puede dividir en: Software básico (software base): un conjunto mínimo de herramientas de software que garantizan el funcionamiento de una computadora. El software básico incluye: sistema operativo; shells operativos (texto y gráfico), sistema operativo de red. Software de servicio del programa y complejos de software, que amplían las capacidades del software básico y organizan un entorno de usuario más conveniente: las utilidades.
Un sistema operativo es un complejo de programas de sistema interrelacionados, cuyo propósito es organizar la interacción del usuario con la computadora y la ejecución de todos los demás programas. El sistema operativo puede llamarse una extensión de software del dispositivo de control de la computadora. El sistema operativo oculta al usuario detalles complejos e innecesarios de la interacción con el hardware, formando una capa entre ellos. Como resultado, las personas se liberan del laborioso trabajo de organizar la interacción con el hardware de la computadora. Además, es el sistema operativo el que brinda la capacidad de personalizar la computadora: el sistema operativo determina de qué componentes se ensambla la computadora en la que está instalado y se configura para trabajar con estos componentes. Los shells son programas diseñados para facilitar el trabajo con complejos sistemas de software como DOS. Transforman una incómoda interfaz de usuario de línea de comandos en una interfaz gráfica o de tipo menú fácil de usar. Los shells brindan al usuario un acceso conveniente a los archivos y una amplia Servicios de mantenimiento. Los sistemas operativos de red son un conjunto de programas que proporcionan procesamiento, transmisión y almacenamiento de datos en la red. El sistema operativo de red proporciona a los usuarios varios tipos de servicios de red (administración de archivos, Correo electrónico, procesos de gestión de red, etc.), admite el trabajo en sistemas de suscriptores.
Utilidades (lat. utilitas beneficio) - ampliar y complementar las capacidades correspondientes Sistema operativo o resolver tareas importantes independientes. Describamos brevemente algunos tipos de utilidades: programas de control, prueba y diagnóstico programas empaquetadores (archivadores) programas de controladores programas antivirus programas para crear copias de seguridad programas de información para gestionar la memoria;programas para optimizar y controlar la calidad del espacio en disco;programas para optimizar y controlar la calidad del espacio en disco; programas de comunicación, etc
Programas de control, prueba y diagnóstico que se utilizan para comprobar el correcto funcionamiento de los dispositivos informáticos y para detectar fallos de funcionamiento durante el funcionamiento; indicar la causa y la ubicación del mal funcionamiento; programas de controladores que amplían la capacidad del sistema operativo para administrar dispositivos de E / S, RAM, etc.; usando controladores, es posible conectar nuevos dispositivos a la computadora o el uso no estándar de los existentes; empaquetadores (archivadores), que permiten, mediante el uso de algoritmos especiales para empaquetar información, comprimir información en discos, es decir, cree copias más pequeñas de archivos, así como combine copias de varios archivos en un solo archivo. El uso de programas de archivado es muy útil al crear un archivo de archivos, ya que en la mayoría de los casos es mucho más conveniente almacenarlos después de comprimirlos con programas de archivado. Los representantes de estos programas son WinRar y WinZip.
Programas antivirus diseñado para prevenir infecciones virus informáticos y eliminación de las consecuencias de la infección por virus; Representantes de la familia de programas antivirus: Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus. Los programas para crear copias de seguridad de la información le permiten copiar periódicamente información importante ubicado en el disco duro de su computadora a medios adicionales. representantes del programa Copia de reserva– APBackUp, software de control de calidad y optimización del espacio en disco de Acronis True Image; Programas de comunicación diseñados para organizar el intercambio de información entre computadoras. Estos programas le permiten transferir archivos de manera conveniente de una computadora a otra conectando sus puertos seriales con un cable. Otro tipo de programas de este tipo brinda la capacidad de conectar computadoras a través de red telefonica(si tiene un módem). Permiten enviar y recibir mensajes de telefax. Representantes de programas de comunicación - Venta Fax, Cute FTP. programas de gestión de memoria para un uso más flexible memoria de acceso aleatorio;
Las herramientas de software son programas que se utilizan en el desarrollo, modificación o desarrollo de otras aplicaciones o programas del sistema. Las herramientas de software pueden ayudar en todas las etapas del desarrollo de software. Por su finalidad, se aproximan a los sistemas de programación Sistemas de programación.
Un sistema de programación es un sistema para desarrollar nuevos programas en un lenguaje de programación particular. Los sistemas de programación modernos generalmente brindan a los usuarios herramientas de programación poderosas y convenientes. Incluyen: un compilador o intérprete, un compilador o intérprete, un entorno de desarrollo integrado; herramientas para crear y editar textos de programas; amplias bibliotecas de programas y funciones estándar; programas de depuración, es decir, programas que ayudan a encontrar y corregir errores en el programa; potentes bibliotecas de gráficos; utilidades para trabajar con bibliotecas integradas mesa de ayuda; otras características específicas.
Traductor (traductor traductor de inglés) es un programa de traducción. Convierte un programa escrito en uno de los lenguajes de alto nivel en un programa que consta de instrucciones de máquina. Los traductores se implementan como compiladores o intérpretes. En términos de trabajo, un compilador y un intérprete son muy diferentes. El compilador lee todo el programa, lo traduce y crea una versión completa del programa en lenguaje máquina, que luego se ejecuta. Un intérprete traduce y ejecuta un programa línea por línea. Una vez que se compila el programa, ya no se necesita ni el programa fuente ni el compilador. Al mismo tiempo, el programa procesado por el intérprete debe volver a traducirse a lenguaje máquina cada vez que se ejecuta el programa. Los programas compilados se ejecutan más rápido, pero los programas interpretados son más fáciles de arreglar y cambiar. Sistemas de programación populares: Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. Borland C++, Borland Delphi, etc.
Hoy en día, la mayoría de los sistemas están realizando una transición fluida a la Web. La red mundial aprieta cada vez más aplicaciones. Las bases de datos están adquiriendo interfaces de usuario basadas en la Web para reemplazar las aplicaciones de escritorio que antes estaban disponibles. En última instancia, es de esperar que el usuario final solo necesite un navegador web para poder satisfacer todas las necesidades de software posibles. En este caso, al usuario no le importa qué sistema operativo controla computadora local, lo principal es la fiabilidad y el rendimiento del servidor. (Por ejemplo, un paquete oficina de microsoft se puede instalar en servidores remotos en lugar de en los sistemas del usuario final, pero el lanzamiento de aplicaciones será tan rápido como en las PC locales). Así, todos los programas podrán ejecutarse tanto de forma local como remota a través de la Web.
"Software en una computadora" - Sistemas de diseño asistido por computadora (CAD) o CAD (ing. Representantes de editores gráficos - Adobe Photoshop, programas Corel Draw. El software de aplicación más común. Group Fic. Software. Sistemas de herramientas. Hoy en día, la mayoría de los sistemas están realizando una transición fluida a la Web.
"Lección de software" - Autor: Profesor MOU escuela secundaria No. 23 Grodinskaya Valentina Alekseevna correo electrónico: [correo electrónico protegido] Simuladores (babytype) Pruebas Libros de texto electrónicos. Se utiliza para empaquetar archivos para reducir el espacio en disco. Software de herramientas. Traductores. Formación de alfabetización informacional de los estudiantes.
"Software de PC" - Software de computadora. Dispositivos informáticos. La historia del desarrollo de software. Los sistemas de programación son herramientas para crear programas de aplicación. Software de la aplicacion. Programas educativos para la autoformación o en el proceso educativo. Persona. Paquetes matemáticos para cálculos complejos de ingeniería.
"Traducción automática de texto" - Diccionarios informáticos y sistemas de traducción automática de textos. Sistemas de reconocimiento óptico de formas. Primero, usando un escáner, necesita obtener una imagen de una página de texto en formato gráfico. Sistemas de reconocimiento óptico de documentos. El resultado del reconocimiento es un símbolo cuya plantilla coincide con la imagen en la mayor medida posible.
"Tipos de software": los programas educativos incluyen libros de texto electrónicos, simuladores de capacitación. MS Access. photoshop MS Excel. Sistemas de programación. Programas profesionales. MS PowerPoint. Tipos de software. AutoCAD MS Access. Software del sistema. Muchos usuarios comienzan su comunicación con la computadora con juegos de computadora.
"Software para una computadora" - Programas de aplicación que aseguran directamente el desempeño del trabajo necesario para los usuarios; La computadora, que se ensambló en la fábrica a partir de chips, cables, tableros y otras cosas, es como una persona recién nacida. Todos los programas que se ejecutan en una computadora se pueden dividir en tres categorías: Programas del sistema: se utilizan para administrar los recursos de la computadora.
Vinculante
La traducción y las acciones subsiguientes para preparar un programa para su ejecución son el proceso de convertir un programa escrito en algún lenguaje formal en otro sistema formal, una arquitectura informática en la que se puede ejecutar (interpretar). Para comprender este proceso, así como las diferencias que existen en varios lenguajes de programación, se introduce el concepto de enlace, así como tiempo de enlace.
La vinculación es el proceso de establecer una correspondencia entre los objetos y sus propiedades en un programa en un lenguaje formal (operaciones, operadores, datos) y elementos de la arquitectura de la computadora (comandos, direcciones).
Tiempo de enlace la fase de preparación del programa para la ejecución (traducción, vinculación, carga) se llama, respectivamente, en la que se realiza esta acción. varias caracteristicas del mismo objeto (por ejemplo, una variable) se puede asociar con diferentes elementos de la arquitectura en diferentes momentos, es decir, el proceso de vinculación no es un proceso de una sola vez.
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Posibles tiempos de enlace
Al determinar el idioma; al implementar el compilador;
durante la transmisión, incluyendo:
cuando el preprocesador (macroprocesador) se está ejecutando
durante el análisis léxico, sintáctico y semántico, generación y optimización de código;
al componer; durante la descarga del programa;
durante la ejecución del programa, incluyendo: al ingresar a un módulo (procedimiento, función); en cualquier punto de la ejecución del programa.
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Enlace en int a,b; …a+b
El tipo de variable int es una variable entera en una palabra de máquina de longitud estándar (representación de entero con signo, complemento a dos), asociada con una forma similar de representación de datos en una computadora al definir un lenguaje.
La dimensión específica de una variable int está determinada por la implementación del compilador adecuado.
El nombre a se puede definir en una construcción como
#define un 0x11FF. En este caso, el nombre (pseudovariable) se asocia con su valor en la primera fase de traducción, en el preprocesador.
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Enlace en int a,b; …a+b
Si una variable se define de la forma habitual como int a; luego, el enlace de una variable con su tipo correspondiente ocurre durante la traducción (en la fase de análisis semántico).
Si una variable se define como externa (global, fuera del cuerpo de la función), entonces el significado de su traducción es asignarle memoria en el segmento de datos del programa, que se crea para el módulo (archivo) actual. Al mismo tiempo, el enlace de la memoria distribuida a una RAM específica se lleva a cabo en varias etapas:
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Enlace en int a,b; …a+b
cuando se traduce, la variable se vincula a alguna dirección relativa en el segmento de datos del módulo de objeto (es decir, su ubicación se fija solo en relación con el comienzo del módulo).
al vincular, los segmentos de datos y comandos de varios módulos de objetos se combinan en un archivo de programa común, que es una imagen de la memoria del programa. En él, la variable ya recibe una dirección relativa desde el principio de todo el programa.
al cargar un programa en un área determinada de la memoria, es posible que no se encuentre desde el comienzo de esta área. En este caso, las direcciones de las variables especificadas en direcciones relativas desde el comienzo del módulo de programa están vinculadas a las direcciones de memoria, teniendo en cuenta el movimiento del módulo de programa.
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Enlace en int a,b; …a+b
si el programa no funciona en la memoria física, sino en la virtual, entonces el proceso de carga puede ser algo diferente. Módulo de software considerado condicionalmente como cargado en algún espacio de direcciones virtuales (con o sin reubicación tanto del programa completo como de sus segmentos individuales). La carga real del programa en la memoria ya se lleva a cabo durante la operación del programa en partes (segmentos, páginas), y el sistema operativo realiza dinámicamente el establecimiento de correspondencia (o enlace) de direcciones virtuales y físicas utilizando el ferretería apropiada.
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Enlace en int a,b; …a+b
Si una variable se define como automática (local dentro del cuerpo de una función o bloque), entonces se coloca en la pila del programa:
durante la traducción se determina su dimensión y se generan comandos que le reservan memoria en la pila al momento de ingresar al cuerpo de la función (bloque). Es decir, durante la traducción, la variable se asocia solo con una dirección relativa en la pila del programa;
el enlace de una variable local a su dirección en el segmento de la pila se lleva a cabo durante la ejecución en el momento de ingresar al cuerpo de la función (bloque). Debido a este método de enlace, hay tantas "instancias" de variables locales en una función recursiva como veces que la función se llama a sí misma.
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La presentación de la lección fue creada por: profesor de informática MKOU "Basinskaya OOSh" Gaidukova Anna Andreevna * *
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Una impresora; UPC; Teclado; Memoria flash; Monitor; RAM; dispositivo de CD-ROM. Sin cuál de los siguientes dispositivos la computadora no puede funcionar: * *
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Determine el volumen posible de los siguientes medios utilizando las opciones de respuesta indicadas (1,44 MB, 700 MB, 120 GB, 512 MB, 4,7 GB): CD-R; DVD-R; Memoria flash; Disquete; Disco magnético duro. * *
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Complete la tabla * * Dispositivo Acción con información (almacenamiento, entrada, salida, procesamiento) Procesador RAM Disco duro CD-RW Teclado Monitor Impresora
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Andrey tiene un juego TETRIS en el disco duro de su computadora. Su amigo Kolya no tiene ese juego. ¿Qué debe hacer Andrey para que Kolya pueda hacerlo solo? computadora de casa jugar este juego (tenga en cuenta que la computadora de Kolya no está conectada a Internet)? * *
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* Software informático Sistema operativo: garantiza el funcionamiento conjunto de todos los dispositivos informáticos y proporciona al usuario acceso a sus recursos mediante la interfaz gráfica del sistema operativo. Los controladores de dispositivos son programas especiales que controlan el funcionamiento de los dispositivos informáticos y coordinan el intercambio de información con otros dispositivos (cada dispositivo tiene su propio controlador). *
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* Funciones del sistema operativo Prueba de componentes de hardware individuales, memoria y otros componentes de hardware Emparejamiento del programa de aplicación con hardware (programas especiales; se usan controladores para esto) Uso de la computadora en modo multiprograma (es decir, se pueden ejecutar varios programas simultáneamente), mientras que el sistema operativo supervisa la distribución de los recursos internos y la secuencia de ejecución de los comandos Para la comodidad del usuario con la computadora, se utiliza una interfaz: un conjunto de herramientas y reglas para la interacción de una computadora y una persona *
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* Instalación del sistema operativo Instalación del sistema operativo: los archivos del sistema operativo se copian del disco de distribución a disco duro computadora. Los archivos del sistema operativo se almacenan en la memoria a largo plazo en un disco duro llamado disco del sistema. El sistema operativo, al igual que otros programas, se puede ejecutar si está en la memoria RAM de la computadora. Por lo tanto, es necesario descargar los archivos del sistema operativo desde disco del sistema en la memoria de trabajo. *
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* Carga del sistema operativo La carga del sistema operativo comienza en uno de tres casos: después de: encender la computadora; presionando el botón de reinicio en unidad del sistema computadora; presionando simultáneamente la combinación de teclas en el teclado: (Ctrl) + (Alt) + (Del) En el proceso de carga del sistema operativo: se prueba el rendimiento del procesador, la memoria y otros dispositivos; breves mensajes de diagnóstico sobre el proceso de prueba se muestran en la pantalla del monitor después de que el sistema operativo haya terminado de cargarse, el usuario puede controlar la computadora usando la interfaz gráfica del sistema operativo. *
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* Programas estándar Windows Paint OS es un editor gráfico que le permite crear, ver y editar dibujos o fotografías escaneadas Las imágenes se utilizan para ver y editar archivos gráficos como dibujos digitales o fotografías escaneadas Calculadora: una calculadora electrónica es un análogo de una computadora de mano convencional bloc de notas calculadora - editor de texto, utilizado para crear y editar archivos de texto formato simple WordPad es un editor de texto que se utiliza para crear y formatear archivos de texto con formato complejo *
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* Software de aplicación Una aplicación es un programa que permite procesar información de texto, gráfica, numérica, de audio y video, trabajar en Red de computadoras sin conocimientos de programación. La aplicación se ejecuta en un sistema operativo específico. Tipos de aplicaciones: 1. Aplicaciones propósito general(calculadoras, hojas de calculo, editores de texto, sonido y gráficos, reproductores multimedia, bases de datos, programas de desarrollo de presentaciones, programas de comunicación, etc.). 2. Aplicaciones para fines especiales (programas de contabilidad, enciclopedias, programas de capacitación, sistemas de traducción automática, sistemas de programación, juegos de computadora, etc.) *
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organización de la memoria
La memoria física a la que tiene acceso el procesador a través del bus de direcciones se denomina memoria de acceso aleatorio (o memoria de acceso aleatorio - RAM). La memoria RAM está organizada como una secuencia de celdas: bytes. Cada byte tiene su propia dirección única (su número), llamada física. El rango de valores para las direcciones físicas depende del ancho del bus de direcciones del procesador. Para 80486 y Pentium, está en el rango de 0 a 232 - 1 (4 GB). Para los procesadores PentiumPro/II/III/IV, este rango es más amplio, de 0 a 236, 1 (64 GB). El procesador 8086 tenía 1 MB de memoria con un bus de direcciones de veinte bits, de 0 a 220-1.
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El hardware del procesador admite dos modelos de uso de RAM: en el modelo segmentado, las áreas de memoria continuas (segmentos) se asignan al programa y el programa en sí solo puede acceder a los datos que se encuentran en estos segmentos. -en el modelo segmentado. La principal aplicación de este modelo está relacionada con la organización de la memoria virtual, que permite que el sistema operativo use un espacio de memoria mayor que la cantidad de memoria física para la operación de programas al combinar memoria operativa y operativa en un solo espacio de direcciones. memoria externa
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Por cierto, otro nombre para una dirección física es una dirección lineal. Tal dualidad en el nombre se debe solo a la presencia de un modelo de paginación de la organización de RAM. Estos nombres son sinónimos solo cuando la paginación de direcciones está deshabilitada (en modo real, la paginación siempre está deshabilitada). En el modelo de página, las direcciones lineales y físicas tienen significados diferentes. El mecanismo de administración de memoria está completamente basado en hardware y permite: almacenamiento compacto de la dirección en la instrucción de la máquina flexibilidad del mecanismo de direccionamiento protección de espacios de direcciones de tareas en un sistema multitarea soporte para memoria virtual
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En la familia de procesadores 80x86, la elección del método de acceso a la memoria está determinada por el modo de funcionamiento del procesador. En modo real, el procesador solo puede acceder al primer megabyte de memoria, cuyas direcciones van de 00000 a FFFFF en hexadecimal. En este caso, el procesador opera en un modo de programa único (es decir, puede ejecutar solo un programa en un momento dado). Sin embargo, al mismo tiempo, puede interrumpir su ejecución en cualquier momento y cambiar al procedimiento para manejar una interrupción recibida de uno de los dispositivos periféricos. Cualquier programa que el procesador esté ejecutando en este momento puede acceder sin restricciones a cualquier área de la memoria dentro del primer megabyte: a la RAM, por lectura y escritura, y a la ROM, por supuesto, solo por lectura. El modo real del procesador se utiliza en el sistema operativo MS DOS, así como en sistemas Windows 95 y 98 al arrancar en modo de emulación de MS DOS.
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En modo protegido, el procesador puede ejecutar varios programas al mismo tiempo. En este caso, a cada proceso (es decir, programa en ejecución) se le pueden asignar hasta 4 GB de RAM. Para evitar la influencia mutua de los programas en ejecución, se les asignan áreas aisladas de memoria. Los sistemas operativos como MS Windows y Linux funcionan en modo protegido. En el modo de direccionamiento virtual del procesador 8086, este último en realidad opera en modo protegido. Cada tarea tiene lo suyo máquina virtual, al que se le asigna un área de memoria aislada de 1 MB y emula completamente el funcionamiento de un procesador de 80x86 en modo de direccionamiento real. Por ejemplo, en los sistemas operativos Windows 2000 y XP, se crea una máquina virtual del procesador 8086 cada vez que un usuario inicia una ventana del intérprete de comandos (sesión de MS DOS).
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Modo de direccionamiento real Las características distintivas del mecanismo de direccionamiento de la memoria física en modo real son las siguientes: El rango de cambio de la dirección física es de 0 a 1 MB, ya que solo se utilizan para el direccionamiento 20 bits de orden inferior del bus de direcciones. de la memoria direccionada usando registros de 16 bits es de 64 KB. Dirigiéndose a una dirección física específica en toda la RAM disponible, se usa la segmentación de la memoria, es decir dividir el espacio de direcciones disponible en segmentos de 64 KB y usar en lugar de una dirección lógica física en la forma:, es decir, combinaciones de dirección de inicio de segmento y desplazamiento dentro del segmento La dirección de inicio de segmento de 16 bits se coloca en uno de los seis registros de segmento (CS, DS, ES, SS, FS o GS) Los programas operan directamente solo en el desplazamiento de 16 bits especificado en relación con el inicio del segmento
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El dígito hexadecimal menos significativo en cada dirección de segmento es cero, es decir, la dirección de cualquier segmento siempre será un múltiplo de 16 bytes, los límites de los segmentos se ubican cada 16 bytes de direcciones físicas. Cada uno de estos fragmentos de 16 bytes se denomina párrafo.
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Las direcciones especificadas en los programas en forma de "desplazamiento de segmento" son convertidas automáticamente por el procesador en direcciones lineales de 20 bits durante la ejecución de la instrucción de acuerdo con el siguiente esquema:
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Ejemplo: un byte dado en la forma "segment-offset": 8000:0250 en transcripción hexadecimal. Dirección lógica: 8000:0250 –––––––––––––––––––––––––––––– Segmento: 80000 + Offset: 0250 ––––––– ––– ––––––––––––––––––– Dirección física: 80250 En un programa típico escrito para procesadores 80x86, generalmente hay tres segmentos: código, datos y pila. Cuando se inicia el programa, sus direcciones de segmento base se cargan en los registros CS, DS y SS, respectivamente. En los tres registros restantes ES, FS y GS, el programa puede almacenar punteros a segmentos adicionales.
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Desventajas de esta organización de la memoria: los segmentos se colocan sin control desde cualquier dirección divisible por 16 (ya que el contenido del registro del segmento se desplaza 4 bits por hardware) y, como resultado, el programa puede acceder a cualquier dirección, incluidas las que no. no existen realmente; los segmentos tienen un tamaño máximo de 64 KB Los segmentos pueden superponerse con otros segmentos
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Modo de direccionamiento protegido Cuando se ejecuta en modo protegido, a cada programa se le puede asignar un bloque de memoria de hasta 4 GB de tamaño, cuyas direcciones en representación hexadecimal pueden variar de 00000000 a FFFFFFFF. Se dice que el programa tiene asignado un espacio de direcciones lineal. En el modo protegido, los registros de segmento (CS, DS, SS, ES, FS, GS) no almacenan direcciones base de segmentos de 16 bits, sino selectores-punteros a descriptores de segmento ubicados en una de las tablas de descriptores del sistema. Con base en la información contenida en el descriptor, el sistema operativo determina las direcciones lineales de los segmentos del programa. Hay dos tipos de tablas: GlobalDescriptorTable (tabla de descriptores globales) y LocalDescriptorTables (tablas de descriptores locales).
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Estructura del selector de descriptor de segmento: El descriptor consta de 8 bytes, que incluyen la dirección base del segmento, el tamaño y otra información:
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El descriptor 0 es ilegal: se puede cargar de forma segura en un registro de segmento para indicar que el registro de segmento no está disponible actualmente, pero se genera una interrupción si se intenta utilizar. En un programa típico escrito para el modo protegido, generalmente hay tres segmentos: código, datos y pila, cuya información se almacena en los tres registros de segmento que se enumeran a continuación. El registro CS almacena un puntero al descriptor de segmento de código de programa El registro DS almacena un puntero al descriptor de segmento de datos de programa El registro SS almacena un puntero al descriptor de segmento de pila de programa
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La conversión de un par selector-compensación en una dirección física procede de la siguiente manera: si la paginación está deshabilitada (por un bit en el registro de control global), la dirección lineal se interpreta como una dirección física y se envía a la memoria para lectura o escritura. Por otro lado, si la paginación está disponible, la dirección lineal se interpreta como una dirección virtual y se asigna a una dirección física utilizando la tabla de páginas.
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Los modelos de memoria son compatibles con el hardware en modo protegido: FlatModel (modelo plano, sólido o lineal): organización de la memoria, en la que todos los segmentos se asignan a una sola área de direcciones lineales. Para hacer esto, todos los descriptores de segmento apuntan al mismo segmento de memoria, que corresponde a todo el espacio físico de direcciones de 32 bits de la computadora. Para un modelo plano, se deben crear al menos dos descriptores, uno para referencias de código y otro para referencias de datos.
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Los descriptores se almacenan en una tabla de sistema especial llamada Tabla de descriptores globales (GDT). Para un modelo plano, cada descriptor tiene una dirección base de 0. El procesador multiplica el valor del campo que define el límite del segmento por 1000 hexadecimales. Los segmentos pueden cubrir el rango completo de 4 GB de direcciones físicas, o solo aquellas direcciones que se asignan a la memoria física. Al establecer el límite del segmento en 4 gigabytes, el mecanismo de segmentación evita generar excepciones para las referencias de memoria que van más allá del límite del segmento.
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Este modelo le permite excluir el mecanismo de segmentación de la arquitectura del sistema, ya que todas las operaciones de memoria se refieren a un espacio de memoria común. Desde el punto de vista de un programador, este modelo es el más fácil de usar, ya que un solo número entero de 32 bits es suficiente para almacenar la dirección de cualquier variable o instrucción.
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Modelo multisegmentado Cada programa tiene su propia tabla de descriptores de segmentos llamada Tabla de descriptores locales (LDT). En este caso, es posible que cada proceso cree su propio conjunto de segmentos que no se cruzan con segmentos de otros procesos de ninguna manera. Como resultado, cada segmento reside en un espacio de direcciones aislado.
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La figura muestra que cada entrada en la tabla de descriptores locales define un segmento de memoria diferente. Cada descriptor de segmento especifica su longitud exacta. Por ejemplo, un segmento que comienza en la dirección 3000 tiene una longitud de 2000 bytes en hexadecimal porque el valor del campo descriptor que define el límite del segmento es 0002 y 0002x1000=2000. Por analogía, la longitud del segmento que comienza en la dirección 8000 es A000. Cabe señalar que el Modelo Plano se implementa como un caso especial de un modelo segmentado, cuando el programa se refiere a un segmento, bajo el cual se asigna todo el espacio lineal.
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Paginación (modelo de memoria de paginación) Este modelo es una forma de administración de memoria para modelar un gran espacio de direcciones no segmentado utilizando parte de la memoria del disco y un espacio de direcciones fragmentado. Proporciona acceso a estructuras de datos que son más grandes que la memoria disponible, almacenándolas en parte en RAM y en parte en disco. Según este modelo, el espacio de direcciones lineal se divide en bloques el mismo tamaño(generalmente 4 KB), que se denominan páginas (página).
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La figura muestra una dirección lineal dividida en tres campos: Directorio, Página y Desplazamiento. El campo Directorio se usa como un índice en el directorio de páginas, especificando la ubicación del puntero a la tabla de páginas correcta.
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Luego, el campo Página se procesa como un índice en la tabla de páginas para encontrar la dirección física del marco de la página. Para obtener la dirección física del byte o palabra requerida, el último campo de Desplazamiento se agrega a la dirección del marco de página. Como resultado, puede asegurarse fácilmente de que la cantidad total de RAM utilizada por todos los programas que se ejecutan en la computadora exceda la cantidad de memoria real de la computadora. Esta es la razón por la cual la memoria de paginación a menudo se denomina memoria virtual. El rendimiento del sistema de memoria virtual lo proporciona un programa especial que forma parte del sistema operativo, que se denomina administrador de memoria virtual (virtual memory manager).
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La organización de paginación de la memoria es la mejor solución al problema de la falta de memoria. El hecho es que antes de comenzar la ejecución, cualquier programa debe cargarse en la RAM, cuyo tamaño siempre está limitado (por ejemplo, debido a las características de diseño de la computadora o el precio del módulo de memoria). Los usuarios de computadoras suelen cargar varios programas en la memoria a la vez para poder cambiar entre ellos durante el trabajo (por ejemplo, pasar de una ventana a otra). Por otro lado, el almacenamiento en disco es mucho más grande que la memoria RAM de la computadora y, además, esta memoria es mucho más barata. Por lo tanto, debido al uso de memoria de disco cuando se usa la paginación de memoria, el usuario tiene la impresión de que tiene una cantidad ilimitada de RAM. Eso sí, hay que pagar por todo: la velocidad de acceso a la memoria del disco es varios órdenes de magnitud inferior a la de la RAM.
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Cuando un programa se está ejecutando, las secciones de su RAM (o páginas) que no están actualmente en uso se pueden guardar en el disco sin problemas. Se dice que parte de la tarea se ha cambiado al disco. Tiene sentido almacenar en la RAM de la computadora solo aquellas páginas a las que el procesador accede activamente, por ejemplo, ejecutando algún código de programa. Si el procesador necesita acceder a una página de memoria que actualmente está paginada en el disco, el error del sistema(o abortar) debido a la falta de una página (pagefault). Este error lo maneja el administrador de memoria virtual del sistema operativo, que encuentra una página en el disco que contiene el código o los datos deseados y los carga en un área libre de RAM.
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Estrechamente relacionado con la memoria virtual está el tema de la protección. El Pentium admite cuatro niveles de seguridad, donde el nivel 0 es el más privilegiado y el nivel 3 es el menos privilegiado. En cada momento del tiempo, el programa en ejecución está en un cierto nivel.Cada segmento en el sistema también tiene su propio nivel.
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El nivel 0 es el kernel del sistema operativo, que maneja las operaciones de E/S, la gestión de la memoria y otros problemas de máxima prioridad. En el nivel 1, un controlador de llamadas del sistema. Los programas de usuario de este nivel pueden acceder a los procedimientos para realizar llamadas al sistema, pero solo a una lista de procedimientos específica y protegida. El nivel 2 contiene rutinas de biblioteca, posiblemente compartidas por varios programas en ejecución. Los programas de usuario pueden llamar a estos procedimientos y leer sus datos, pero no pueden modificarlos. Finalmente, los programas de usuario se ejecutan en el nivel 3, que es el menos seguro.
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