Системное ПО

МИНИСТЕРСТО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОАНИЮ

                КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По теме «Системное программное  обеспечение. Операционные системы»

 

 

 

Студент Гневашева  Т. М.

Группы ПЗ-5940с

Зачётная книжка №309213

Доцент Тетюшева С. Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курган. 2013 

 

ВВЕДЕНИЕ

Все, что компьютер  делает, он делает в соответствии с  инструкциями, составленными человеком - программами. Без программ любая  аппаратура просто груда железа.

    Все используемые  в компьютере программы принято  называть программным обеспечением. Программное обеспечение создает на компьютере определенную среду работы.

    Программы для  ЭВМ делятся на два больших  класса:

• системное программное обеспечение,
• прикладное программное обеспечение.

    Системные  программы управляют работой аппаратных средств и обеспечивают услугами нас и наши прикладные комплексы. В первую очередь это операционные системы и дополняющие их программные модули (системные программы "утилиты", драйверы периферийных устройств и т. п.). Например, вводя с клавиатуры символ, мы пользуемся услугами системной программы - драйвера клавиатуры; для форматирования дискеты мы вызываем системную утилиту - format и т. д.

    К системному  обеспечению часто относят и  широкий круг программ, выполняющих  разнообразные сервисные функции по обслуживанию компьютерного аппаратного и программного обеспечения: утилиты Нортона, программы архивирования, антивирусные средства, различные диагностические комплексы и т. д. Данные программы называются утилитами.

    С  помощью прикладных программ на компьютере решаются конкретные задачи. Спектр прикладного обеспечения очень широк: от простых программ для решения несложных вычислительных задач, до мощных профессиональных систем, научных комплексов, систем массового обслуживания.

    Промежуточное  место занимает особый класс  программ - инструментальные ПО, или  средства разработки приложений. Роль таких систем за последние  годы резко возросла. Если раньше  для разработки применяли автономные  программы с несложным сервисом, то сейчас в состав инструментария входят мощные средства визуального программирования, библиотеки функций, классов и т. п.

    Инструментальное  программное обеспечение состоит  из:

• систем программирования,
• средств разработки и отладки программ.

    Системы  программирования - это комплекс программ, который облегчает работу программиста.

    Системы  программирования включают:

• входной язык программирования (Си, Паскаль, Бейсик, Пролог, Ассемблер, Фортран и т. д.);
• транслятор (программа перевода входного языка в машинные коды);
• интерпретатор (программа, которая реализует покомандное выполнение программы);
• библиотеку стандартных программ (готовые программы решения распространенных задач);
• компоновщик программ (программа, позволяющая объединять готовые программы или отдельные части программ в одну).

    Средства  разработки и отладки программ  включают:

• редакторы программ, позволяющие исправлять синтаксические ошибки в программе;
• отладчики программ, позволяющие выявить логические ошибки в программе при ее выполнении;
• системы документирования, позволяющие сохранять, загружать, выводить на печать тексты и результаты программ.

Рисунок 1 – классификация  ПО

 

1. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Совокупность  программ, предназначенная для решения  задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав  программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией. Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории: системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д. прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д. инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку  новых программ для компьютера на языке программирования.Рассмотрим подробнее Системное ПО.

Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.

Другими словами, системные программы выполняют  различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.

К системному ПО относятся:

• операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
• программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)
• операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.
• Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
• утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)

К утилитам относятся:

• диспетчеры файлов или файловые менеджеры
• средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)
• средства просмотра и воспроизведения
• средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков
• средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами
• средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

Необходимо  отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а  другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.

 

2.ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) —  комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между  устройствами вычислительной системы  и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

В логической структуре  типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между  устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый  набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве  вычислительных систем операционная система  является основной, наиболее важной (а  иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов  наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

Основные функции:

• Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
• Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
• Обеспечение пользовательского интерфейса.
• Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные  функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
• Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
• Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
• Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
• Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см.: аутентификация, авторизация).
• Компоненты операционной системы:
• Загрузчик
• Ядро
• Командный процессор (интерпретатор)
• Драйверы устройств
• Интерфейс

 

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОС

Операционные  системы могут различаться особенностями  реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

 Ниже приведена  классификация ОС по нескольким  наиболее основным признакам. 

Особенности алгоритмов управления ресурсами

 От эффективности  алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых  задач операционные системы могут  быть разделены на два класса:

• однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и
• многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

 Однозадачные  ОС в основном выполняют функцию  предоставления пользователю виртуальной  машины, делая более простым и  удобным процесс взаимодействия  пользователя с компьютером. Однозадачные  ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

 Многозадачные  ОС, кроме вышеперечисленных функций,  управляют разделением совместно  используемых ресурсов, таких как  процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
• многопользовательские (UNIX, Windows NT).

 Главным  отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.