Программное обеспечение

1. Назначение и классификация программного обеспечения. ЭВМ

2.Системное и прикладное ПО. Виды прикладных программ. Вспомогательные программы.

3.Операционная система,ее роль, состав, функции. Виды пользовательского интерфейса. Характеристика и пути развития ОС.

4.Файловая система.

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

По количеству программных модулей все виды ПО можно подразделить на отдельные программы и пакеты программ.

По набору реализуемых функций различают однофункциональные и многофункциональные программы (к последним относятся, в частности, интегрированные системы).

По количеству одновременно работающих пользователей программы подразделяют на одно- и многопользовательские.

По возможности работы в компьютерной сети выделяют локальные программы (несетевые) и программы с поддержкой обмена данными по сети (сетевые).

По потребительским свойствам программы могут быть полезными и вредоносными (например, вирусы).

По типу лицензии (права на использование) выделяют:

коммерческиепрограммные продукты - официально приобретенные или зарегистрированные у официальных распространителей программы;

freeware - бесплатные, свободно распространяемые программы (например, демонстрационные версии программ, которые позволяют лишь ознакомится с их возможностями);

free for personal use - программы, бесплатные при некоммерческом использовании;

shareware - условно-бесплатные программы, которые имеют ограни­ченные возможности по набору выполняемых функций и (или) срокам использования и предполагают в дальнейшем приобретение программы за полную стоимость.

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории:

· Прикладные программы , непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

· Системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:управление ресурсами компьютера;создание копий используемой информации; проверка работоспособности устройств компьютера;выдача справочной информации о компьютере и др.;

· Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Системное ПО - – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера.

Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы.

Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное

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.

Операционная система— это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы. Работа на компьютере фактически является работой с его операционной системой.

Существует два основных вида пользовательского интерфейса: графический и интерфейс командной строки.

Последний предполагает управление ОС на уровне директив (команд). Пользователь набирает команду со всеми необходимыми параметрами, после чего ОС ее выполняет, затем набирает следующую и т.д. Недостатком данного метода является то, что пользователь должен хорошо помнить все команды ОС. Если в параметрах команды необходимо указать путь к файлу, то необходимо точно помнить и его. Любая ошибка или неточность в наборе команды приводит к ее невыполнению, и ее приходится вводить повторно.

При графическом интерфейсе пользователя (GUI, Graphic User Interface) все файлы представлены в виде объектов, имеющих графическое представление (иконку). Благодаря этому пользователь может манипули­ровать ими с помощью любого подходящего для этой цели устройства (как правило, это мышь или ее аналоги), просто наводя указатель на нужный объект и совершая требуемые манипуляции.

Любая ОС должна обеспечивать решение двух главных задач:

поддержка работы компьютерных программ и обеспечение их взаимодействия с аппаратурой;

предоставление пользователю возможности общего управления ЭВМ.

В рамках первой задачи ОС обеспечивает взаимодействие программ с внешними устройствами и друг с другом: распределение оперативной памяти между программами, управление устройствами, обработка ошибок и т.д.

Вторая задача решается с помощью средств ОС, позволяющих, например, просматривать файлы и каталоги на экране дисплея, запускать программы на исполнение, устанавливать режимы работы дисплея, принтера и т.д.

В функции операционной системы входит:

– осуществление диалога с пользователем;

– ввод-вывод и управление данными;

– планирование и организация процесса обработки программ;

– распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

– запуск программ на выполнение;

– всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

– передача информации между различными внутренними устройствами;

– программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам. В частности, ОС бывают:

· однозадачные и многозадачные;

· однопользовательские и многопользовательские;

· сетевые и несетевые.

Кроме того, операционная система может иметь командный или графический многооконный интерфейс (или оба сразу).

В однозадачной ОС в любой момент времени может выполняться (быть активной) только одна прикладная программа, которой представляются все ресурсы ЭВМ.

В многозадачной ОС могут одновременно выполняться несколько независимых друг от друга задач (процессов, программ).

Однопользовательская операционная система позволяет работать на компьютере в определенный момент времени только одному пользовате­лю, в то время как многопользовательская позволяет запускать на одном ПК несколько задач различным пользователям одновременно.

В последние годы фактическим стандартом стал графический многооконный интерфейс, где требуемые действия и описания объектов не вводятся в виде текста, а выбираются из меню, списков файлов и т.д.

Большинство ОС состоит из следующих основных модулей: базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input Output System); загрузчик операционной системы (Boot Record); ядро ОС; драйверы устройств; командный процессор; внешние команды (файлы).

BIOS

Базовая система ввода-вывода (BIOS) - это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции вво­да-вывода. Они хранятся в ПЗУ компьютера и записываются туда при изготовлении материнской платы. Данная система, по сути, «встроена» в компьютер и является одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

Первая функция BIOS - автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. При обнаружении ошибки на экран выводится соответствующее сообщение и/или выдается звуковой сигнал.

Далее BIOS осуществляет вызов блока начальной загрузки операционной системы, находящейся на диске (эта операция выполняется сразу по окончании тестирования). Загрузив в ОЗУ этот блок, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь загружает другие модули ОС.

Еще одна важная функция BIOS - обслуживание прерываний. При возникновении определенных событий (нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок мыши, ошибка в программе и т.д.) вызывается одна из стандартных подпрограмм BIOS по обработке возникшей ситуации.

Загрузчик операционной системы - это короткая программа, находящаяся в первом секторе любого загрузочного диска (дискеты или диска с операционной системой). Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передаче им дальнейшего управления ЭВМ.

Ядро ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

· файловая система (отвечает за размещение информации на устрой­ствах хранения);

· система управления памятью (размещает программы в памяти);

· система управления программами (осуществляет запуск и выполнение программ);

· система связи с драйверами устройств (отвечает за взаимодействие с внешними устройствами);

· система обработки ошибок;

· служба времени (предоставляет всем программам информацию о системном времени).

Драйверы устройств - это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от аппаратуры и делают пользовательские программы независимыми от ее особенностей.

Командный процессор - это программа, функции которой заключаются в следующем:

· прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

· исполнение внутренних команд операционной системы;

· загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в виде само­стоятельных программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (файлы с расширением СОМ, ЕХЕ или ВАТ).