Системное программное обеспечение, его структура

Содержание:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение: 

    Программное обеспечение – это совокупность программ, предназначенная для решения  задач на ПК, которое является неотъемлемой частью компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических  средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных.  Все программное обеспечение, можно условно разделить на две категории: системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.

    В своем исследовании я рассматривала  системное программное обеспечение, которое  обеспечивает эффективное  управление компонентами вычислительной системы и помогает управлять  компьютерным оборудованием и компьютерной системой. Системное программное обеспечение является необходимым компонентом для любой вычислительной машины (компьютера).

    Целью исследования было детальное изучение системного программного обеспечения и его составляющих: операционных систем, систем управления файлами, утилит и систем программирования.

    Во  время изучения темы «Системное программное  обеспечение» использовались следующие  источники:

• учебник Молчанова А. Ю. «Системное программное обеспечение»,

• учебник Бройдо В.Л. «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»,

• статьи из Википедии. 
 

2. Системное программное обеспечение, его структура: 

    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. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.  Системное ПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав системного ПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.

    Данный  класс программных продуктов  тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.  К системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

    К системному программному обеспечению относятся:

•  операционные системы;

•  интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС;

•  системы управления файлами;

•  системы программирования;

•  утилиты. 

    Системное программное обеспечение предназначено  для:

• создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);

•  автоматизации разработки (создания) новых программ;

• обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

• проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

•   выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

    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.

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:

1. операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
2. программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)
3. операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.
4. Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
5. 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.

Прикладное  ПО

     Прикладные  программы могут использоваться  автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы,  непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.

     Пакеты  прикладных программ – это система  программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные  пакеты. Современные интегрированные  пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.

Инструментальное  ПО

      Инструментальное ПО или системы программирования  - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования. 
        В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 
   1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.  
   2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. 
   3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. 
Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ. 
   4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов. 
 
       Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

• Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
• Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
• Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
• Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows

2.1. Операционные системы, их функции: 

    Операционная  система - совокупность программных  средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными  программами, а также их взаимодействием  между собой и пользователем. В большинстве вычислительных систем операционные системы являются основной частью системного программного обеспечения.

    Операционная  система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. 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.

    Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Она 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.

    Операционная  система, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, с другой стороны, предназначена для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

    Основные  функции операционных систем:

• Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).

• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.

• Пользовательский интерфейс.

• Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

•Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

• 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.

• Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

    В различных моделях компьютеров  используют операционные системы с  разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень  сервиса для программирования и работы с готовыми программами. В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем: