Классификация программного обеспечения ЭВМ

Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками, существует взаимосвязь - многие программы работают, базируясь на программы более низкого уровня (в этом случае говорят о межпрограммном интерфейсе). Возможность существования такого интерфейса обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой иерархическую конструкцию. Каждый уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней (рис. 6.1).

Программы первого уровня хранятся в ПЗУ и взаимодействуют с аппаратными средствами. Программы первого уровня являются неотъемлемой частью ПК, и как правило, непосредственно входят в состав базового оборудования, поэтому набор таких программ называют внутренним программным обеспечением. Базовые программные средства хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ - Read Only Memory, ROM).

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным (например, BIOS), вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ - Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе ПК (такая технология называется флэш-технологией), так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Рис. 6.1. Иерархия программного обеспечения

Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. Для ПК совокупность этих программ носит название BIOS (Base Input Output System - базовая система ввода-вывода).

В состав BIOS входят:

· драйверы стандартных внешних устройств (клавиатура, монитор);

· тестовые программы для контроля работоспособности оборудования;

· программа начальной загрузки.

Второй уровень программного обеспечения является переходным от первого к четвертому. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами первого уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции. От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств - они входят в состав программного обеспечения системного уровня. Таким образом, драйвер - программа, обслуживающая внешнее устройство, которая предоставляет пользователю или программам более высокого уровня набор функций (программный интерфейс) для управления конкретным внешним устройством, например, драйвер принтера позволяет пользователю задать требуемые параметры печати.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высокого уровня к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. То есть, наличие ядра операционной системы - непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но представляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания, поэтому программное обеспечение этого уровня называется прикладным. Спектр этих заданий необычайно широк - от производственных до творческих и развлекательно-обучающих (рис. 6.2). Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Рис. 6.2. Классификация программного обеспечения

Программное обеспечение второго, третьего и четвертого уровней постоянно хранится во внешней памяти и только при необходимости загружается в оперативную память.