Назначение и состав системного обеспечения ПК

Как только наступила  одна из этих ситуаций, управление передается другому процессу. Количество передач управления от одного процесса к другому минимизировано. Так как при передаче управления с одного процесса на другой ОС должна выполнить набор некоторых действий, а это потеря времени, то здесь эти потери минимизированы. Такой режим работы ОС называется пакетным режимом. ОС, которая работает в таком режиме, называется пакетной ОС.

При наступлении одного из упомянутых событий планировщик ОС выбирает из процессов, готовых к выполнению, некоторый процесс и передает ему ресурсы ЦП. А выбирает он этот процесс в зависимости от того алгоритма планирования, который был использован в данной конкретной ОС. Например, процесс может выбираться случайно. Второй способ заключается в том, что происходит как бы последовательный обход процессов, то есть мы взяли в работу сначала один из процессов, затем он освободился, и время ЦП будет предоставлено следующему по порядку процессу из готовых к выполнению. Третьим критерием, по которому отбирается очередная задача, может быть время, которое данный процесс не обслуживался ЦП. В этом случае система может выбирать процесс, у которого такое время самое большое. Эти алгоритмы должны быть реализованы в ОС, а значит, они должны быть простыми, иначе система будет работать неэффективно, сама на себя (хотя такие системы есть: в частности, этим страдает семейство Windows). Такой тип ОС называется ОС разделения времени. Она работает в режиме, при котором минимизируется время реакции системы на запрос пользователя. В идеале, за счет того, что время ответа на запрос  минимально, у пользователя должна создаваться иллюзия, что все ресурсы системы предоставлены только ему.

Предположим, у нас  система разделения времени. Одним  из качеств системы разделения времени  является неэффективность за счет того, что в системе предусмотрено большое количество переключений с процесса на процесс, а эта функция достаточно трудоемка. Для решения такого рода задач нужны свои средства планирования. В этом случае используются, так называемые, ОС реального времени, основным критерием которых является время гарантированной реакции системы на возникновение того или иного события из набора заранее предопределенных событий. То есть в системе есть набор событий, на которые система в любой ситуации прореагирует и обработает их за некоторое наперед заданное время. Для ОС этого класса используются достаточно простые алгоритмы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Конструкция операционных систем

 

Практически любая ОС имеет понятие ядра. Ядром ОС обычно  является ее резидентная часть, то есть та часть ОС, которая не участвует в процессах подкачки (она всегда присутствует в оперативной памяти) и работает в режиме ОС. В ядро входят базовые средства управления основными сущностями, характерными для данной ОС, а также может входить набор программ, обеспечивающих управление некоторыми физическими устройствами. В функции ядра, в частности, входит обработка прерываний.

Программы, управляющие  ресурсами, иногда называют драйверами устройств (физических или логических). К примеру, в ядро ОС должен входить драйвер оперативного запоминающего устройства.

Далее, вокруг ядра наращиваются программы управления ресурсами вычислительной системы. Первый уровень в основном состоит из драйверов физических устройств. Следующий уровень - управление логическими устройствами и так далее. Таких уровней может быть достаточно много. Вовсе не обязательно, что все компоненты работают в режиме ОС. Многие из компонентов, которые логически достаточно удалены от ядра, могут работать в обыкновенном пользовательском режиме. Так же не обязательно, чтобы все эти компоненты ОС работали в резидентном режиме. Обычно, для многих функций это не требуется.

Одной из главных частей ОС является интерфейс — универсальный механизм управления любым приложением ОС, независимо от его назначения и предметной области. Интерфейс является удобная оболочкой, с которой общается пользователь. Именно на неё обращают внимание при выборе ОС, - о ядре же, главной части ОС, вспоминают во вторую очередь. Поэтому нестабильная и ненадёжная с точки зрения ядра ОС, как, например, Windows 95, и пользовалась успехом благодаря красивой обёртке-интерфейсу.

 

5. Драйвер устройств

 

Драйвер - системная программа, предназначенная для управления каким-либо физическим или виртуальным  устройством компьютера

Драйверы устройств представляют собой программы, дополняющие систему ввода/вывода ОС и обеспечивающие обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. В частности, с помощью драйверов, например драйвера ansi.sys, обеспечивается требуемый способ формирования символов и вывода их на принтер. Драйверы загружаются в ОЗУ при загрузке ОС, а их имена указываются в файле конфигурации config.sys.

Драйверы устройств, как  правило, - наиболее критичная часть  программного обеспечения компьютеров. По иронии судьбы, это также и наиболее скрытая часть системы и программного обеспечения. Драйверы устройств системы Windows фирмы Microsoft не являются исключением. Наоборот, если в UNIX можно взять исходники ядра и посмотреть, как там пишутся драйвера, то в Windows это вряд ли будет возможным.

Вспомним первые персоналки и MS DOS, бывшую в то время практически  единственным выбором для настольного  ПК. Несмотря на всю ее просто ту, драйвера, конечно, присутствовали и в ней. Практически все дело ограничивалось накопителями - дисководами, CD-ROM приводами, винчестерами, да элементарнейшими драйверами клавиатуры и дисплея. Для каждой программы, требующей большего, чем перечисленный набор оборудования, требовалось создавать собственный драйвер. Представьте себе, что вам требуется воспроизвести звук на имеющейся в компьютере звуковой карте. Если вы знаете ее модель и у вас есть хорошая документация, вы, потратив немало времени, напишете программу, которая сделает все желаемое. По крайней мере, так утверждает идеология открытых систем, в общем, и Linux в частности. А если необходимо поддерживать две модели? Три? Двадцать? И это при учете того, что новая звуковая карта появляется не реже раза в полтора-два месяца? И все они могут быть подключены различными способами и общаться с компьютером через разнообразные шины? Естественный выход - возложить написание кода, специфичного для аппаратуры, на ее создателя. Да и фирма-производитель, наняв высококвалифицированных специалистов, справится с задачей намного эффективнее и быстрее. Во всех современных операционных системах так и поступают. Существуют требования, например, к драйверу звуковой карты, и пользователь устанавливает тот вариант, который соответствует его «железу». А программа-проигрыватель через вызовы системных функций указывает, что именно она хотела бы воспроизвести, не заботясь об особенностях аппаратуры.

Естественно, каждая операционная система имеет собственную архитектуру  и свои особенности функционирования драйверов. Но практически во всех современных  ОС можно выделить следующие особенности, характерные для работы подсистемы ввода-вывода:

Фактически, пользовательские программы либо системные утилиты  не могут напрямую обращаться к аппаратуре, используя порты ввода-вывода, DMA либо подобные низкоуровневые механизмы  напрямую. Этот факт следует из самой идеологии защищенного режима современных ОС: все программы пользователя и часть ОС работают в 3-м кольце защиты компьютера (наименее привилегированном). При этом любая команда обращения к порту из данной программы может быть замаскирована и повлечет за собой аппаратное исключение (Exception). Напрямую к аппаратуре может обратиться программа, работающая в самом приоритетном, 0-м кольце защиты.

В настоящее время  практически все устройства используют технологию автоматического распределения ресурсов (портов ввода-вывода, запросов на прерывания и т.п.) - Plug and Play (PnP). Когда новое устройство, например, та же звуковая карта, будет добавлена в систему, ей будут выделены те ресурсы, которые в данный момент свободны - незадействованные линии запросов на прерывание (IRQ), свободные адреса портов ввода-вывода. Поэтому драйвер изначально «не знает», какие именно адреса портов и IRQ ему будут выделены - эти данные будут различными для разных компьютеров. При этом задача распределения ресурсов ложится на ОС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Таким образом, системное ПО – это совокупность программных и языковых средств.

• Системное программное обеспечение предназначено для управления работой компьютера, распределения его ресурсов, поддержки диалога с пользователями, оказания им помощи в обслуживании компьютера, а также для частичной автоматизации разработки новых программ.
• По функциональному назначению в системном ПО можно выделить операционную систему, систему программирования и сервисные программы (утилиты).

Современная операционная система - сложный комплекс программных  средств, предоставляющих пользователю не только стандартизированный ввод-вывод информации и управление программами, но и упрощающий работу с компьютером. Программный интерфейс операционных систем позволяет уменьшить размер конкретной программы, упростить ее работу со всеми компонентами вычислительной системы.

Каждая операционная система однозначно определяет набор функций, обеспечивающий обмен с файлом, состоящий из запросов на открытие, чтение, управление и закрытие файла.

Для организации работы с файлами используются различные  файловые системы: одноуровневые, блочные, иерархические.

Операционная система Windows наиболее распространенная операционная система, и для большинства пользователей она наиболее подходящая ввиду своей простоты, неплохого интерфейса, приемлемой производительности и огромного количества прикладных программ для нее. Однако Windows, естественно, не единственная операционная система и далеко не самая лучшая.

В ОС Windows, как и в  большинстве современных ОС, драйвера устройств управляют буквально всем: работой с аппаратурой, поддержкой файловых систем различных типов, сетевых протоколов и т.п. Это дает определенные преимущества и делает систему более гибкой: например, для того, чтобы ОС стала «понимать» другой сетевой протокол, нужно всего лишь установить соответствующий драйвер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Клименко О.Ф., Шарапов О.Д., Головко Н.Р. «Інформатика та комп’ютерна техніка». - К.: КНЕУ, 2002.
2. Таненбаум Э. «Современные операционные системы». - СПб, 2002
3. Джок А. «ОС реального времени». - Computerworld, #24/2001
4. Иртегов Д. «Введение в ОС». - СПб, 2001.
5. Леонтьев В.П. «Новейшая энциклопедия персонального компьютера». - М: Изд. ОЛМА-ПРЕСС, 2003.
6. А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов «Системное программное обеспечение». - Спб.: Питер, 2003.
7. Соломенчук В.Г. «Аппаратные средства ПК: Самоучитель». - СПб: БХВ-Петербург, 2003.
8. Таненбаум Э.С. «Архитектура компьютера» (Серия «Классика Computer Science»). ─ СПб: Питер, 2005.