Классификация программного обеспечения. Операционные системы. Системы программирования

• программы начальной загрузки компьютера. Они хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) и обеспечивают проверку работоспособности основных устройств компьютера после его включения и передачу управления операционной системе. Часто называются базовым ПО;
• операционные системы (ОС), необходимые для управления согласованной работой всех устройств и программ компьютера, выполнения команд пользователя;
• файловая система;
• операционные оболочки, предназначенные для обеспечения удобного для пользователя способа работы с файлами и запуска прикладных программ;
• драйверы устройств, обеспечивающие программную поддержку работы конкретных устройств (в последнее время входят в состав операционной системы).

 

3.2. Прикладное программное обеспечение

Другой класс программного обеспечения - прикладное ПО. Оно предназначено для решения пользователем задач из самых различных предметных областей - математики, лингвистики, делопроизводства, управления и т.д. Существуют самые разные классификации прикладного ПО. В прикладном ПО можно выделить следующие группы программных средств (ПС):

• ПС для обработки текстов - текстовые редакторы, текстовые процессоры, редакционно-издательские системы, программы-переводчики, программы проверки орфографии и синтаксиса, лингвокорректоры и т.п.;
• ПС для обработки числовой информации - электронные таблицы, пакеты математических программ, пакеты для статистической обработки данных и др.;
• ПС для обработки графической информации - графические редакторы, аниматоры, программы деловой и презентационной графики, средства работы с трехмерными и видеоизображениями и др.;
• ПС для обработки звуковой информации - музыкальные и звуковые редакторы, синтезаторы звука, программы распознавания и синтеза речи и пр.;
• ПС, обеспечивающие работу в телекоммуникационных сетях - почтовые программы, поисковые системы, броузеры и пр.;
• ПС, обеспечивающие автоматизированное хранение информации - системы управления базами данных (СУБД), построенные с их помощью базы и банки данных (БД и БнД), специализированные информационно-поисковые системы (ИПС) и др.;
• ПС, используемые в процессах управления и диагностики - различные типы автоматизированных систем управления (АСУ) и систем автоматизированного управления (САУ), системы поддержки принятия решений (СППР), экспертные системы (ЭС) и пр.;
• ПС, применяемые для проведения исследовательских и проектно-конструкторских работ - специализированные моделирующие программы, системы автоматизированного проектирования (САПР) и пр.;
• ПС, используемые в обучении - электронные учебники, тренажеры, тесты и пр.;
• игровые программы;
• программы, созданные пользователем с помощью средств программирования.

 

 

 

 

3.3. Специальное программное обеспечение

Еще один класс программного обеспечения - специальное ПО. Основное его отличие от системного ПО в том, что пользователь сам решает, будет ли он использовать эти ПС или нет, а отличие от прикладного ПО состоит в том, что специальные ПС используются не для решения задач из других предметных областей, а для задач, связанных с использованием непосредственно компьютера.

       Например, когда пользователь активно работает за компьютером, то ему часто приходится сохранять на винчестере нужные файлы и удалять те, которые больше не потребуются. При удалении файла место, которое он занимал, освобождается. На это место в дальнейшем может быть записан другой файл, но его размер может быть меньше. В результате многократного удаления/записи файлов на диске появляется много небольших "пустых" мест. Их размер не позволяет записать на них новые файлы целиком, и если свободного места на диске немного, то файлы большого размера разбиваются на отдельные фрагменты и записываются по частям. В этом случае говорят, что информация записана фрагментарно (не непрерывно). Обращение к таким файлам требует гораздо большего времени и, чтобы избежать этого, пользователь может провести дефрагментацию диска, т.е. выполнить программу, которая перепишет, если это возможно, файлы один за другим, собрав тем самым все свободные участки в одну область.

В специальном  ПО можно выделить инструментальное ПО и сервисное ПО.

Инструментальное  ПО - это всевозможные среды программирования, с помощью которых создается все многообразие программных средств.

 

 

К сервисному ПО относятся:

• антивирусные программы;
• программы-архиваторы;
• утилиты, расширяющие возможности ОС по управлению аппаратными и программными средствами (восстановление ошибочно удаленных файлов, дефрагментация диска, попытка восстановления "испорченных" секторов диска, очистка системных регистров и т.п.)

       Программное обеспечение компьютера постоянно совершенствуется. Появляются новые программы, позволяющие расширить круг решаемых задач. Существующие программы модифицируются: устраняются замеченные ошибки, добавляются новые функции, пользовательский интерфейс (способ взаимодействия пользователя с программой) делается более удобным. Для сложных программ составляются инструкции, пишутся обучающие версии, демонстрирующие приемы и правила работы и т.д. Все эти процессы называют сопровождением программ. Одной из важных подсистем программного обеспечения является файловая система. В виде файлов хранятся и сами программы, и данные к ним, и результаты их работы.

      Файл - это поименованная целостная совокупность записей на внешнем носителе. Иными словами, файл - это совокупность записей, логически взаимосвязанных между собой, хранящихся на внешнем носителе под определенным именем. То есть файловая система - это способ хранения информации на внешних носителях.

Имя файла состоит из двух частей - собственно имени и расширения, определяющего чаще всего тип  записей, составляющих содержимое файла. Кроме имени файла атрибутами файла являются тип его содержимого, дата и время создания, фамилия создателя, размер, условия предоставления разрешений на его использование, метод доступа, полный путь к файлу. Файлы объединяются в каталоги, каждый из которых тоже имеет свое имя. Не может быть в одном каталоге двух файлов с одинаковым именем. Последовательное перечисление имен всех подкаталогов, в которых размещен файл, называется полный путь к файлу.

Операционные  системы

       Частью программного обеспечения, наиболее тесно взаимодействующей с аппаратной частью компьютера, является системное программное обеспечение и, прежде всего операционная система. Операционная система играет роль посредника между пользователем, программами и оборудованием компьютера. Она обеспечивает возможность запуска программ, поддерживает работоспособность устройств, предоставляет средства проверки и настройки различных компонентов. Чем многофункциональнее операционная система, тем больше возможностей она предоставляет, тем удобнее работать с компьютером.

Операционная  система (ОС) - это комплекс (набор) программ, который обеспечивает взаимодействие всех устройств ЭВМ и позволяет пользователю осуществлять общее управление ЭВМ.

    Главное назначение ОС - управление ресурсами, а главные ресурсы, которыми она управляет, - это аппаратура компьютера. ОС управляет вычислительным процессом и информационным обменом между процессором, памятью, внешними устройствами. Поскольку все устройства компьютера работают одновременно, ОС обеспечивает разделение ресурсов, предотвращая тем самым опасность возникновения конфликтных ситуаций между компонентами вычислительной системы, способных привести к сбою в работе, потере или искажении информации.

 

 

 

ОС реализует  много различных функций, в том  числе:

• создает рабочую среду и поддерживает пользовательский интерфейс;
• обеспечивает выполнение команд пользователя и программных инструкций;
• управляет аппаратными средствами компьютера;
• обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между программами;
• планирует доступ пользователей к общим ресурсам;
• обеспечивает выполнение операций ввода- вывода, хранения информации и управление файловой системой;
• осуществляет восстановление информации в случае аппаратных сбоев и программных ошибок.

Развитие операционных систем всегда следовало за развитием аппаратуры.

Операционная  система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционную  систему составляют:

- управляющая программы;

- набор утилит, необходимых  для эксплуатации операционной  системы.

         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.

 

 

 

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, принтера и др.).

 

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.

Требования  к современным операционным системам:

- совместимость - ОС должна  включать средства для выполнения  приложений, подготовленных для  других ОС;

- переносимость - обеспечение  возможности переноса ОС с  одной аппаратной платформы на  другую;

- надежность и отказоустойчивость - предполагает защиту ОС от  внутренних и внешних ошибок, сбоев отказов;

- безопасность - ОС должна  содержать средства защиты ресурсов  одних пользователей от других;

- расширяемость - ОС должна  обеспечивать удобство внесения  последующих изменений и дополнений;

- производительность - система  должна обладать достаточным  быстродействием.

4.1. Классификация ОС

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС:

• однозадачные (MS DOS, ранние версии PS DOS);
• -многозадачные (OS/2, UNIX, Windows)

Многозадачность бывает:

- невытесняющая (Net Ware, Windows 95/98), когда активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса;

- вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX) - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По  числу одновременно работающих пользователей  ОС делят:

- однопользовательские (MS DOS, Windows 3х, ранние версии OS/2)

- многопользовательские (UNIX, Windows 2000, NT, XP, Vista). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows.

 

 

 

 

Различают четыре основных класса операционных систем:

1. однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

2. однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

3. однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

4. многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

      Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

• программы управления вводом/выводом;
• программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;
• процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

      Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия: