Программно-аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или компьютером

Обновлено: 15.05.2024

Когда программист пишет программу, она загружается в компьютер, и как она на самом деле работает?

Итак, эта статья о том, как программный код, написанный в любом текстовом редакторе, передается на компьютер и выполняется. Как мы все знаем, компьютеры работают только с двумя числами, т.е. 0 с или 1 с. Давайте посмотрим на всю процедуру перевода кода, написанного на обычном языке, в 0 и 1.

Взаимодействие программы с оборудованием — пошаговая процедура

<р>1. Мы пишем код в текстовом редакторе на любом языке, таком как C++, JAVA, Python и т. д.

<р>2. Этот код передается компилятору, и он фактически преобразует его в ассемблерный код, который очень близок к аппаратному обеспечению машины, поскольку он зависит от набора инструкций, который затем преобразуется в двоичный код, состоящий из 0 и 1, которые фактически представляют собой цифровое напряжение, подаваемое на транзисторы внутри. чип.

<р>3. Теперь у нас есть напряжения, которые действительно необходимы для работы оборудования. Эти напряжения фактически подключают правильную схему внутри чипа и выполняют эту конкретную задачу, например, сложение, вычитание и т. д. Все эти операции выполняются комбинацией маленьких транзисторов, если мы переходим на низкий уровень или триггеры, которые представляют собой комбинацию вентилей. а затворы представляют собой комбинацию транзисторов. Итак, все началось с изобретения транзисторов.

<р>4. Чип или микропроцессор имеет внутри множество цепей для выполнения различных задач, таких как арифметические и логические задачи. Аппаратное обеспечение компьютера также содержит оперативную память, которая является еще одним чипом, который может временно хранить данные, и жесткий диск, который может хранить данные постоянно.

<р>5. Операционная система также отвечает за передачу программного обеспечения на нужное оборудование, такое как клавиатура, мышь, экран и т. д.

Взаимодействие программы с оборудованием< бр />

Взаимодействие программы с оборудованием

Изначально программист пишет код в текстовом редакторе, затем код компилируется, после успешной компиляции код переводится на язык ассемблера. переведенный на язык ассемблера, ассемблер несет ответственность за перевод кода в машинопонятную форму или двоичную форму. Таким образом, ассемблер преобразует код в последовательности из 0 и 1. После этого на аппаратном чипе или микропроцессоре выполняется серия 0 и 1 для получения результата.

Связь и взаимодействие между оборудованием, программным обеспечением и пользователем. Пользователи «разговаривают» с программным обеспечением. Программное обеспечение «разговаривает» с аппаратным обеспечением и другим программным обеспечением. Аппаратное обеспечение «разговаривает» с другим аппаратным обеспечением. Все это сопряжение. Его нужно спроектировать, разработать, протестировать и перепроектировать; и с каждым воплощением рождается новая спецификация, которая может стать еще одним фактическим или регулируемым стандартом.

Аппаратные интерфейсы

Аппаратные интерфейсы — это вилки, розетки, кабели и электрические сигналы, проходящие через них. Примеры: USB, FireWire, Ethernet, ATA/IDE, SCSI и PCI.

Программное обеспечение/программные интерфейсы

Программные интерфейсы (интерфейсы программирования) — это языки, коды и сообщения, которые программы используют для связи друг с другом и с оборудованием. Примерами являются операционные системы Windows, Mac и Linux, электронная почта SMTP, сетевые протоколы IP и программные драйверы, активирующие периферийные устройства.

Пользовательские интерфейсы

Пользовательские интерфейсы — это клавиатуры, мыши, команды и меню, используемые для связи между вами и компьютером. Примерами являются командные строки в DOS и Unix и графические интерфейсы в Windows, Mac и Linux.

Формат и функция

Каждый интерфейс подразумевает структуру. Электрические сигналы состоят из уровней напряжения, частоты и продолжительности. Данные, передаваемые с одного устройства или программы на другое, имеют точный формат (заголовок, основная часть, трейлер и т. д.).

Каждый интерфейс подразумевает функцию. На аппаратном уровне электронные сигналы активируют функции; данные считываются, записываются, передаются, принимаются, проверяются на наличие ошибок и т. д. На программном уровне инструкции активируют аппаратное обеспечение (методы доступа, протоколы передачи данных и т. д.). На более высоких уровнях передаваемые или передаваемые данные могут сами запрашивать выполнение функций (клиент/сервер, программа для программы и т. д.).

Язык и программирование

Интерфейс активируется командами языка программирования. Сложность функций и структура языка определяют сложность программирования.

Пользовательский интерфейс, протокол, API и ABI

Дизайн взаимодействия между пользователем и компьютером называется "пользовательский интерфейс". Правила, форматы и функции между компонентами в коммуникационной системе или сети называются «протоколами».Язык и форматы сообщений между подпрограммами в программе или между программными компонентами называются «интерфейсом прикладного программирования» (API). Спецификация операционной системы, работающей в конкретной машинной среде, известна как «бинарный интерфейс приложения» ( ABI), но этот термин широко не используется.

Все вышеперечисленные взаимодействия являются интерфейсами. Независимо от того, как они называются, все они создают правила, которым необходимо точно следовать в цифровом мире.

Независимо от того, как они называются, интерфейсы сводятся к формату и языку, которые определяют услуги, которые одна система может предоставлять другой.

Оборудование — любое физическое устройство или оборудование, используемое в компьютерной системе или совместно с ней (все, что вы можете увидеть и потрогать).

Внешнее оборудование

  • Внешние аппаратные устройства (периферийные устройства) — любое аппаратное устройство, расположенное вне компьютера.
  • Устройство ввода — аппаратное устройство, которое используется для ввода информации в компьютер для обработки.
  • Примеры: клавиатура, мышь, трекпад (или тачпад), сенсорный экран, джойстик, микрофон, световое перо, веб-камера, голосовой ввод и т. д.

Внутреннее оборудование

  • Внутренние аппаратные устройства (или внутренние аппаратные компоненты) — любое аппаратное устройство, расположенное внутри компьютера.
  • Примеры: ЦП, жесткий диск, ПЗУ, ОЗУ и т. д.

Компьютерное программное обеспечение

  • Программное обеспечение — набор инструкций или программ, которые сообщают компьютеру, что делать или как выполнять определенную задачу (компьютерное программное обеспечение работает на оборудовании).
  • Основные типы ПО — системное ПО и прикладное ПО.

Прикладное программное обеспечение


Компьютер функционирует посредством взаимодействия между пользователем, приложениями, операционной системой и оборудованием». ширина=

Системное программное обеспечение — оно предназначено для запуска аппаратного и прикладного программного обеспечения компьютера и обеспечения доступности компьютерной системы для использования. Он служит интерфейсом между аппаратным обеспечением, прикладным программным обеспечением и пользователем.

  • Основные функции системного программного обеспечения — выделение системных ресурсов, управление пространством для хранения, хранение и извлечение файлов, обеспечение безопасности и т. д.
  • Основные типы системного программного обеспечения — операционная система, драйверы устройств, служебные программы, программы для программирования и т. д.

Операционная система (ОС) — программное обеспечение, которое управляет и координирует аппаратные устройства компьютера и запускает другое программное обеспечение и приложения на компьютере. Это основная часть системного программного обеспечения, без которого компьютер работать не будет.

  • Основные функции операционной системы — загрузка компьютера, управление системными ресурсами (ЦП, память, устройства хранения, принтер и т. д.), управление файлами, обработка ввода и вывода, выполнение и предоставление услуг для прикладного программного обеспечения и т. д.< /li>
  • Примеры операционных систем: Microsoft Windows, Apple iOS, ОС Android, macOS, Linux и т. д.

Драйвер устройства – программа, предназначенная для управления определенным аппаратным устройством, подключенным к компьютеру.

  • Основное назначение драйвера устройства — он действует как переводчик между оборудованием устройства и операционными системами или приложениями, которые его используют.
  • Он инструктирует компьютер о том, как взаимодействовать с устройством, переводя инструкции операционной системы на язык, понятный устройству, для выполнения необходимой задачи.
  • Примеры драйвера устройства: драйвер принтера, драйвер дисплея, драйвер USB, драйвер звуковой карты, драйвер материнской платы, драйвер ПЗУ и т. д.

Утилиты — тип системного программного обеспечения, которое помогает устанавливать, анализировать, настраивать, укреплять, обслуживать компьютер и выполнять очень специфические задачи (например, антивирусное программное обеспечение, программное обеспечение для резервного копирования, тестер памяти, хранитель экрана и т. д.).< /p>

любое физическое устройство или оборудование, используемое в компьютерной системе или совместно с ней (все, что вы можете увидеть и потрогать).

любое аппаратное устройство, расположенное вне компьютера.

часть аппаратного устройства, которое используется для ввода информации в компьютер для обработки.

часть аппаратного устройства, которое получает информацию от компьютера.

любое аппаратное устройство, расположенное внутри компьютера.

набор инструкций или программ, которые сообщают компьютеру, что делать или как выполнять определенную задачу (компьютерное программное обеспечение работает на оборудовании).

компьютерная программа, предоставляющая пользователям инструменты для выполнения определенной задачи.

он ​​предназначен для запуска аппаратного и прикладного программного обеспечения компьютера, а также для обеспечения доступности компьютерной системы для использования.Он служит интерфейсом между аппаратным обеспечением, прикладным программным обеспечением и пользователем.

программное обеспечение, которое контролирует и координирует аппаратные устройства компьютера и запускает другое программное обеспечение и приложения на компьютере. Это основная часть системного программного обеспечения, без которого компьютер работать не будет.

программа, предназначенная для управления определенным аппаратным устройством, подключенным к компьютеру.

Мне всегда было интересно узнать, как программное обеспечение компьютера взаимодействует с оборудованием для создания программ. Например, как программист пишет код, как программное обеспечение преобразуется в машинный язык и как это затем работает с компонентами компьютера, чтобы делать то, что хочет пользователь.

Мои исследования:

Видео YouTube

Во время своего исследования я наткнулся на это видео на YouTube. Хотя видео короткое и предназначено для более широкой аудитории, основные выводы из него следующие:

  • Программное обеспечение постоянно ожидает ввода данных пользователем, после чего оно выполняет необходимое действие, отправляя сигнал оборудованию.
  • Аппаратное обеспечение выполняет требуемое действие, обращаясь к памяти, хранящейся в виде битов на микросхемах памяти.
  • Существует цепочка команд, через которую проходит информация, чтобы наконец вернуться обратно в программное обеспечение, чтобы затем выполнить то, что задумал пользователь.

Новостная статья

Недавняя новостная статья в Интернете требует времени, чтобы объяснить различные формы программного обеспечения, а также компоненты аппаратного обеспечения компьютера. Это полезно, поскольку может быть неплохо понять, как все разделено, чтобы понять, как программное обеспечение работает с оборудованием. Это все равно, что спросить: «Как делаются автомобили?» а кто-то говорит, что «на заводе собирают». Технически правильно, но в этот момент вам может быть любопытно, что именно происходит на этом заводе, какие разные этапы процесса. В этой статье объясняются различные этапы, а также поясняется, почему питание является необходимым компонентом всего этого процесса.

Далее приведена глава из книги, объясняющая, как взаимодействуют программное и аппаратное обеспечение, и, вероятно (и не удивительно), это самый подробный источник, который я нашел. Благодаря тому, что он взят из академического учебника, этот источник дает подробное объяснение процесса общения. В этой главе объясняется все, начиная с того, что включает в себя аппаратное обеспечение типичного компьютера, какие ресурсы есть у компьютера и насколько важна память для связи.

Веб-сайт профессиональной организации

Другие веб-сайты

Stack Overflow – это широко известный сайт в сообществе специалистов по компьютерным наукам. Думайте об этом как об открытом форуме, где пользователи могут задавать вопросы, а другие участники могут отвечать на вопросы. Другие участники могут голосовать и соглашаться с ответами, которые они считают удовлетворительными, а участники, получившие больше голосов, как правило, пользуются большим уважением. В конечном итоге это создает систему, в которой все работают вместе, чтобы правильно и подробно ответить на любой вопрос, который может возникнуть у кого-то. Кто-то задал вопрос, связанный с этим разговором, и ответы, безусловно, были интересными. Вот ссылка на тему.

Основные выводы подтверждают то, что я узнал из других исследований, а именно то, что отдельные элементы имеют решающее значение на аппаратном уровне. Эти переключатели либо включены, либо выключены, что интерпретируется как 0 или 1 в программной части. Соедините вместе тысячи нулей и единиц, и вы получите миллиарды возможных комбинаций, каждая из которых имеет разное значение и значение. На этом этапе программное обеспечение просто интерпретирует то, что дается аппаратным обеспечением, и работает с этим, подобно тому, как людям могут быть представлены буквы, и они могут распознавать и понимать, что они означают.

Читайте также: