Вопрос №1. Классификация программного обеспечения в вычислительной системе. Классификация систем программного обеспечения.

Программное обеспечение – совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное, прикладное и инструментальное, а по способу распространения и использования на несвободное/закрытое, открытое и свободное.

Системное программное обеспечение – это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода/вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. Оно делится на: BIOS, операционная система (общего назначения, реального времени, сетевая, встраиваемая), загрузчик операционной системы, драйвер устройства.

Инструментальное программное обеспечение – программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. Оно делится на: средства разработки программного обеспечения (среда разработки, RAD, SDK), системы управления базами данных (реляционная, объектно-ориентированная, иерархическая, сетевая).

RAD – концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования.

SDK – комплект средств разработки, который позволяет специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определенного пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки, аппаратной платформы, компьютерной системы, видеоигровых консолей, операционных систем и прочих платформ.

Прикладная программа или приложение – программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. Оно делится на: офисные приложения, корпоративную информационную систему, систему проектирования и производства, систему логической поддержки изделий, систему обработки и хранения медицинской информации, научное ПО, информационные системы, клиент доступа к интернет-сервисам, мультимедиа, программные средства защиты.

Программное обеспечение подразделяется набазовое, прикладное и инструментальное. Прикладное ПО подразделяется на ПО контроллеров, ПО SCADA, ПО задач, архивы и базы данных. Базовое ПО разделяется на встроенное и настольное.

Все базовое ПО (совместно со встроенным и настольным ПО) представляет собой ОС. ПО контроллеров и ПО SCADA обзывают АСУ ТП с точки зрения автоматизации ТП и П. ПО задач и архивы баз данных реального времени представляют собой АСУП (автоматизированные системы управления производством).

Классификация ОС

1. Однозадачные ОС

2. ОС, работающие в режиме разделения времени подразделяются на:

а) Многозадачные однопользовательские системы (OS/2, Windows 95/98) – система не обеспечивает защитe данных одних пользователей от других пользователей;

б) Многозадачные многопользовательские системы (Windows NT, UNIX, OS/400) – обеспечивают защиту от других пользователей, распределение ресурсов между пользователями

в) Гигоресурсные ОС – к ним относятся такие системы как WCE, OS/390, WM, mainframe.

г) ОС реального времени (WCE, RT, QNX) – они обеспечивают немедленную реакцию на предусмотренные события.

д) Распределённые ОС многопроцессорных вычислительных систем и сетей разделяют на:

– на общем поле памяти – решают задачи инициализации процесса, выполнение процесса, завершение процесса, синхронизацию процесса относительно друг друга;

– на разделённой памяти – каждый процесс имеет свой отд. и свою ОС.

Вопрос №2. Подсистемы однозадачных операционных систем и их назначение (на примере MS-DOS)

Первый вариант ответа.

Однозадачные ОС - такие, в которых в один момент времени может выполнятся одна программа. Иными словами, однозадачная операционная система может выполнить сначала первую программу, потом вторую и так далее. Однозадачными были и ОС для первых микрокомпьютеров; к таковым относятся CP/M, MS-DOS, PC-DOS и др.

Рассмотрим основные подсистемы однозадачных ОС на примере MS DOS.

Основные компоненты ОС

Дистрибутив MS-DOS состоит, в зависимости от версии, из одной или нескольких дискет. На них расположены файлы собственно ОС IO.SYS, MSDOS.SYS, BOOT.MBR, командный процессор COMMAND.COM, конфигурационные файлы, файлы внешних команд ОС (FORMAT, FDISK и т.п.), драйверы и другие файлы.

Файл BOOT.MBR является загрузчиком, находящимся на нулевом секторе и передающим управление на IO.SYS

Файл IO.SYS содержит расширение базовой системы ввода/вывода и является интерфейсом между ОС и BIOS. Расширение используется ОС для взаимодействия с аппаратурой компьютера и BIOS.

Файл MSDOS.SYS является в некотором смысле набором программ обработки прерываний, в частности прерывания INT 21H. Это тело ОС.

Командный процессор COMMAND.COM предназначен для организации диалога с оператором. Он анализирует вводимые оператором команды и организует их выполнение.

Для задания конфигурации ОС используются конфигурационные файлы специального формата:

CONFIG.SYS – конфигурирование системы и загрузка драйверов устройств на этапе инициализации MSDOS.SYS;

AUTOEXEC.BAT – стартовый пакетный файл. Выполняется при запуске командного процессора во время загрузки системы.

Файлы внешних команд ОС содержат программы-утилиты для выполнения разнообразных операций, таких как форматирование дисков, сортировка файлов, печати текстов и других.

Драйверы (обычно это файлы, имеющие расширение имени .SYS) представляют собой программы, обслуживающие аппаратуру. Применение драйверов решает проблемы использования новой аппаратуры – достаточно написать для устройства драйвер и подключить его к ОС. Прикладные программы взаимодействуют с устройствами через драйвер, поэтому они не будут меняться при изменениях в аппаратуре.

Также в дистрибутив входят следующие драйверы и программы: ANSI.SYS – расширенный драйвер консоли (экрана и клавиатуры); HIMEM.SYS – драйвер дополнительной (extended memory) и HMA-памяти; EMM386.EXE – драйвер расширенной памяти (expanded memory); RAMDRIVE.SYS – драйвер электронного диска; KEYB.COM – драйвер переключения языковых раскладок клавиатуры; KEYBOARD.SYS – файл с описаниями языковых раскладок клавиатуры, оформленный как драйвер; COUNTRY.SYS – файл с таблицами локализации, алфавитами сортировки; DISPLAY.SYS – драйвер дисплея; *.CPI – загружаемые шрифты кодовых страниц экрана и клавиатуры; MODE.COM – программа настройки ряда параметров экрана и портов ввода/вывода системы.

Второй вариант ответа.

MS-DOS — коммерческая операционная система для персональных компьютеров фирмы Microsoft. MS-DOS — самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливаемая на большинство PC-совместимых компьютеров.

Операционная система MS-DOS работает в реальном режиме процессора x86, поддерживает выполнение только одной программы в 1 момент времени. Ядро системы устанавливает прерывание INT 21h для системных сервисов таких, как открытие файла, запись в файл и подобных. Минимальный набор файлов операционной системы MS-DOS: IO.SYS (модуль расширения bios), MSDOS.SYS (модуль обработки прерываний), COMMAND.COM (командный процессор). Конфигурационные файлы: CONFIG.SYS (конфигурация драйверов и устройств), AUTOEXEC.BAT (стартовый скрипт).

1) Файловая система. Для обращения к файловой системе прикладная прога должна использовать функции прерывания

2) Система управления памятью. DOS управляет памятью с помощью memory control block. Блоки располагаются друг за другом. Функция прерывания – 21H

3) Система управления программами. Функ-ей является запуск программ из программ, запуск программных ответвлений, рабта с резидентными программами.

4) Система связи с драйверами устройств. Для управления драйверами IO-устройства исп-ся спец. Функция 44H прерывания DOS 21H

5) Система обработки ошибок. Для кодирования ошибок используется флаг переноса.

6) Служба времени. Прога может опросить часы, обратившись к DOS через функции службы времени.

7) Система ввода-вывода на консоль оператора. Клава и дисплей обслуживаются драйвером консоли.