Структура системного программного обеспечения. Что такое операционная система

Существует два основных типа программного обеспечения: системное (называемое также общим) и прикладное (называемое специальным). Каждый тип программного обеспечения выполняет различные функции. Системное программное обеспечение – это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор , коммуникационные и периферийные устройства. Программистов, которые создают системное программное обеспечение , называют системными программистами. К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки – примеры прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение , называют прикладными программистами.

Оба типа программного обеспечения взаимосвязаны и могут быть представлены в виде диаграммы, изображенной на рис.2.1 . Как видно, каждая область тесно взаимодействует с другой. Системное программное обеспечение обеспечивает и контролирует доступ к аппаратному обеспечению компьютера. Прикладное программное обеспечение взаимодействует с аппаратными компонентами через системное. Конечные пользователи в основном работают с прикладным программным обеспечением. Чтобы обеспечить аппаратную совместимость, каждый тип программного обеспечения разрабатывается для конкретной аппаратной платформы.

Рис. 2.1.

Системное ПО , в состав которого входят операционная система , трансляторы языков и обслуживающие программы, управляет доступом к аппаратному обеспечению. Прикладное ПО , такое как языки программирования и различные пользовательские приложения, работает с аппаратным обеспечением через слой системного ПО . Пользователи, в свою очередь , взаимодействуют с прикладным программным обеспечением.

Программные системы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

• аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;
• функциональные задачи различных предметных областей;
• технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделяют соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис.2.2 :

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение;
• инструментальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение ( System Software ) – совокупность программ и программных комплексов, предназначенная для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение выполняет следующие задачи:

• создание операционной среды функционирования других программ;
• обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
• проведение диагностики, локализации сбоев, ошибок и отказов и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
• выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области . К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для решения задач определенного класса конкретной предметной области . Пакеты прикладных программ ( ППП ) общего назначения служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка пакетов прикладных программ на компьютер выполняется системными администраторами, системными программистами, а также (в некоторых случаях) квалифицированными пользователями. Непосредственную эксплуатацию программных продуктов осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Инструментарий технологии программирования представляет собой совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов .

Инструментарий технологии программирования включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Системное программное обеспечение (рис.2.3) можно разделить на базовое программное обеспечение , которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисное программное обеспечение , которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение ( base software ) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение включает программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

• операционная система;
• операционные оболочки (обычно текстовые и графические);
• сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

• управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);
• функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;
• наличие компрессии диска;
• возможность архивирования файлов;
• поддержка многозадачного режима работы;
• поддержка сетевого программного обеспечения;
• наличие качественной документации;
• условия и сложность процесса инсталляции;
• мобильность (переносимость), безопасность, надежность и др.

Операционные системы, учитывая их центральное положение в программном обеспечении компьютеров, подробно рассматриваются в следующей главе учебника.

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя, а в будущем возможны варианты речевого интерфейса и распознавание рукописного ввода данных. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ (или программ, поставляемых непосредственно с операционными системами), которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

• программы диагностики работоспособности компьютера;
• антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;
• программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;
• программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
• программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами. Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т. п.).

В современных операционных системах такие утилиты могут быть представлены, как, например, в Windows , группами программ "стандартные" и "служебные". В них входит ряд полезных программ: калькулятор, звукозапись, блокнот и др. В группе "служебные" имеется ряд программ, расширяющих возможности операционной системы: очистка и дефрагментация диска, восстановление системы и т.п.

Системное ПО

Прикладное ПО

Программное обеспечение:

Системное ПО

1.1 Базовое ПО

1.2 Сервисные системы

Системы программирования

2.1 Локальные средства

2.2 Интегрированые среды

Прикладное ПО

3.2 Программы пользователя

Системное ПО

). Системное ПО направлено:

Этот подкласс ПО включает:

);

Сервисные системы

антивирусные программы;

Программы обслуживания сети.

Инструментальные системы

языки и системы программирования , а также инструментальную среду

интегрированных

Прикладные программы

(узкий круг задач), пакеты общего назначения (типовые задачи) и интегрированные пакеты

Общие сведения об ОС

интерфейсов :

Для ОС: процесс, память и файл . Ключевое понятие

ОС различают по:

Новый вид просмотра.

Что вы увидите в таблице: Заголовки столбцов, заголовки строк, линейки для полей.

Панель инструментов ВИД расположена в правой нижней части окна.

Еще один способ просматривать разметку страницы: щелкните кладку ВИД на ленте и в группе РИЖИМЫ ПРОСМОТРА КНИГИ нажмите кнопку РАЗМЕТКА СТРАНИЦЫ.

Новый вид режима просмотра

В режиме разметки страницы показаны поля страницы (вверху и внизу листа) и участок синего цвета между листами.

Верхние и нижние линейки предназначены для настройки полей.

Проще добавлять колонтитулы.

Лекция: Microsoft Excel

Что такое таблица:

Таблица – это метод представления текстовой или числовой информации в виде отдельных строк и столбцов содержащих однотонную информацию в одной строке или столбце. Электронные таблицы не исключение.

Запустив программу вы может, удивитесь, что документ в этой программе называется книгой, а называется он так потому что документ в Excel состоит из несольких таблиц называемых страницами, по умолчанию создается три листа в новом документе.

-Каждый лист состоит из строк и столбцов. Каждая строка имеет свой номер, а каждый столбец свою букву латинского алфавита либо их сочетание

- Чтобы переименовать лист дважды щелкните на него или выбирите в контекстном меню команду переименовать

- Чтобы создать новый лист нажмите на вкладку ВЫДЕЛЕННУЮ на рисунке ….

Ввод данных в ячейку:

- Ячейка перемещается с помощью кнопке Enter –по столбцу, TAB – по строке.

Для изменения уже набранного текста выделите данную ячейку и нажмите на ней дважды курсором мыши или нажмите клавишу F2 на клавиатуре, также содержимое можно вводить и редактировать в строке формул над таблицей.

Изменение шириныстолбца:

Вариант 1: - Выбирите ячейку, для которой необходимо изменить ширину столбца.

- На вкладке ГЛАВНАЯ в группе ЯЧЕЙКИ выберите команду ФОРМАТ.

- В меню РАЗМЕР ЯЧЕЙКИ выполните одно из следующих действий: ФОРМАТ – РАЗМЕР ЯЧЕЙКИ – ШИРИНА СТОЛБЦА.

а) Чтобы весть текст поместился в ячейке, выберите команду АВТОПОДБОР ШИРИНЫ СТОЛБЦА.

б) Чтобы увеличить ширину столбца, выберите команду ШИРИНА КОЛОНКИ и введите нужное значение в поле ШИРИНА КОЛОНКИ.

Вариант 2:

1. наведите курсор мыши на границу столбцов в загаловке и выполните одно из действий:

А) Перенесите границу в нужное место, при этом возникает текстовая подсказка с размером столбца.

Б) Сделайте двойной щелчок левой кнопкой мыши и столбец примет наиболее подходящий размер к содержимому.

Ввод данных в ячейку

Вариант 3

В контекстном меню столбца выбрать пункт ШИРИНА СТОЛБЦА.

По умолчанию текст не помещающийся в ячейку занимает соседние с ним справа ячейки.

Используя перенос, можно отобразить внутри ячейки несколько строк текста

Для этого: на вкладке ГЛАВНАЯ- ВЫРАВНИВАНИЕ надо выбрать команду ПЕРЕНОСИТЬ ПО СЛОВАМ

Если текст состоит из одного слова, оно не переносится.

-Если после переноса виден не весь текст, возможно, потребуется изменить высоту строки

-На вкладке НАЧАЛЬНАЯ СТРАНИЦА в группе ЯЧЕЙКИ выберите ФОРМАТ, затем в группе РАЗМЕР ЯЧЕЙКИ щелкните АВТОПОДБОР ВЫСОТЫ.

-Размеры строк также как и столбцов моно изменить курсором мыши и вызвав контекстное меню выбрать пункт ВЫСОТА СТРОКИ.

- Чтобы начать ввод данных с новой строки в ячейки без автоматических …..

- При редактировании таблицы пользуемся теми же приемами что и в Word, но в Excel имеется еще маркеры авто заполнения, этот квадратик находящийся в углу активной ячейки служит для автоматического заполнения ячеек и облегчает работу с программой, далее по курсу ы все поймем, а сейчас рассмотрим основные его возможности:

-При выделенной одной ячейке взявшись за него и увеличив рамку мы скопируем значение этой ячейки в другие.

-При выделенных двух ячейках программа будет смотреть по их содержимому, если там число, то программа продолжит арифметическую прогрессию разности этих цифр, а если текст, но определенный текст например понедельник….

-Таким образом можно с легкостью сделать таблицу умножения заполнив только четыре ячейки…..

Форматы данных:

-Программа автоматически определяет что введено в ячейку. Всего в Excel используется 13 форматов но определяют три главные разновидности:

Число – если введена цифровая информация не содержащая букв за исключением денежных знаков, знака отрицательности числа, процента и градуса.

Формула – инструкция в виде линейной записи, в которой кроме чисел могут использоваться адреса ячеек, даже с других листов, а также специальных слов-команд которые работают как функции, единственное что коренным образом задает что это формула знак равно в самом начале строки, итоговой формат может быть как числом, так и текстом.

Текст – это то что не входит в первые два определения и является набором букв и цифр.

Форматы чисел:

Числовой – любые числа в пределах 16 цифр, остальные округляются.

Денежный – служит для вычислений с денежными суммами и их представления, при наборе валюты её сокращенное название будет автоматически появляться после цифр и нет необходимости набирать на клавиатуре, например 120р. Или 10$

Финансовый – служит для вычисления соотношения различных сумм денег и не имеет отрицательных значений

Процентный – служит для вычисления дробных значений и автоматически выставляет знак процента например 0,4 это 40%

Дробный – число представляется в виде дроби с заданным делителем

Экспоненциальный – служит для обозначения очень больших значений например 16 *1000000000000

Формулы

Формулы – вычисления, содержащие в себе числа, математические знаки, функции, имена ячеек из которых берется число для вычислений. Все формулы вводимые в таблицу должны начинаться со знака равно.

Имя ячейки

Каждая ячейка имеет собственное имя. Например U32, здесь U – столбец ячейки, 32 – номер строки. Имя активной ячейки пишется на таблицей левее строки формул, при чем в MS Excel 2007 ячейке можно назначить другое имя, которое можно потом использовать в формулах

Лекция: «Службы интернета»

Основные службы Интернета

Подключившись к интернету, можно воспользоваться различными информационно – коммуникативными службами, среди которых основными являются:

-всемирная информационная сеть WWW (World-wide-Web) – одна из самых популярных служб интернета;

-Электронная почта E-mail;

-ICQ (служба прямого общения)

-телеконференции

-видеоконференции

Популярные браузеры

Для просмотра ресурсов всемирной паутины – сайтов (состоящих из одной или нескольких страниц) используются специальные программы – браузеры (обозреватели)

Один из самых популярных Internet explorer (говно полное), Firefox и Google chrome

В 1993 году в национальном центре суперкомпьютерных приложений был создан первый графический интерфейс к WWW – браузер Mosaic. Марк Андерсон основал эту компанию.

Opera , Mozilla firefox.

URL и протоколы.

В окне обозревателя есть адресная строка. В поле ввода строки вводится адрес Интернет ресурса.

У каждого ресурса есть свой уникальный адрес – Universal Resource Locator. Он позваляет одназначно определить местонахождение файла в сети интернет URL состоит из 3 частей.

Первая – протокол с двумя наклонными чертами и двоеточием.

Вторая часть – имя домена, за которым следует косая черта.

Третья – путь к документу или сам документ.

Протокол HTTP – базовый протокол, описывающий взаимодействие между браузерами и серверами Web.

Протокол FTP – протокол передачи файла между компьютерами.

В справочной системе программы IE можно получить подробную информацию о протоколах например, о протоколах FTP.

Приемы поиска в интернете

В различных вловарях можно найти определение поисковых систем.

Доступ к поисковой системе в интернете можно получить на специальных сайтах, на которых пользователь по введенному запросу получает ссылки на сайты, соответствующие этому запросу.

Сайты представляют собой гипертексты. Поисковые системы обычно имеют специальный язык запросов. Это сужает диапазон поиска.

Примеры поисковых систем www.rambler.ru

www.yandex.ru

www.google.com

В специальное поле ввода поисковой системы вводят ключевое слово или несколько слов.

Поисковые системы разделяются по области действия (язык, национальный домен) и глобальные например yahoo.com

WWW.Google.ru национальная, .com – глобальная

Различные поисковые системы могут выдавать разные результаты, при запросе одних и тех же ключевых слов.

Некоторые поисковые системы дают ссылки на другие системы, если пользователь не получил нужной информации. Воспользовавшись данной системой. Найдя интересные ссылки на сайты, можно сделать эти сайты доступными для просмотра в автономном режиме (offline).

Браузер Netscape Navigator обладает возможностями кодировки символов для правильного отображения информации.

Приемы скачивания

Для скачивания графической информации можно воспользоваться любой поисковой системой.

Для скачивания текста можно просто скопировать текст.

Можно скопировать и всю страницу.

Можно скачать и сам сайт, для этого надо скачать программу – менеджер «закачки». Webcopier.

Менеджеры закачки используют не только для скачивания страниц но и для ускорения скачивания информации. Программы разбивают файл на части и даже после прерывания процесса не надо начинать сначала.

Информацию в виде файлов нужно искать на FTP-серверах. На некоторые FTP- серверы нужно регистрироваться и получить пароль (не всегда бесплатно).

Для помощи по способам скачивания и поиска еще используют различные справочники в интернете, например: www.free-help-internet.com .

Электронная почта существует с 1971 года. Рэй Томлисон.

В ОС windows работу с элетронной почтой обеспечивает прогрмма Microsoft Outlook, она выполняет следующие основные функции:

-подготовку текста письма;

-доставку писем;

-чтение и сохранение писем;

-удаление писем;

-отправку с письмом других файлов (вложений)

Завести электронный почтовый ящик можно и на сервере. Там можно выполнять:

-получение, чтение и сохранение писем;

-подготовку текста письма;

-отправку письма;

-удаление писем;

-добавление адресов в адресную книгу;

-отправка с письмом других файлов.

Любую страницу интернета можно сделать стартовой страницой.

В ноябре 1996 первая версия ICQ была запущена в интернет, ее можно бесплатно скачать на сайте: www.mirabilis.com

Скачав программу, нужно установить ее, после чего она будет запускаться сама при подключении к интернету. После запуска программы можно ввести в появившемся окне логин и пароль, либо зарегистрироваться и получить свой номер. Поменять пользователя или получить новый номер можно в любой момент. Если кто то добавляет вас в свой контактный список, то вы об этом получаете уведомления.

Структура программного обеспечения.

Совокупность программ и сопровождающей их документации, предназначенное для решения задач, называется программным обеспечением (ПО). Оно делится на три категории:

Системное ПО (необходимое для управления компьютером, для создания м поддержки выполнения других программ пользователя, для предоставления пользователю набора всевозможных услуг);

Инструментальные системы, или системы программирования (обеспечивающие создание новых программ для компьютеров);

Прикладное ПО (непосредственно обеспечивающее выполнение необходимых пользователю работ).

Программное обеспечение:

Системное ПО

1.1 Базовое ПО

1.2 Сервисные системы

Системы программирования

2.1 Локальные средства

2.2 Интегрированые среды

2.1.1 Языки и системы программирования

2.1.2 Инструментальная среда пользователя

Прикладное ПО

3.1 Пакеты прикладных программ

3.2 Программы пользователя

Системное ПО

Системное ПО включает комплекс программ управляющих работой аппаратной части компьютеров и компьютерных сетей (как правило, эти программы не решают конкретных задач пользователя, но создают условия для их решения ). Системное ПО направлено:

На обеспечение устойчивости работы компьютера и вычислительной сети;

На создание условий для нормальной работы прикладных программ;

На выполнение вспомогательных операций;

На диагностику аппаратной части компьютеры и вычислительной сети.

Все множество системных программ можно разделить на две большие группы – базовое ПО и сервисные систем.

Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Этот подкласс ПО включает:

Операционные системы (ОС) – комплекс программ, которые управляют процессом управления прикладных программ, планированием и управлением вычислительными ресурсами ПК;

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС (имеющих текстовой и графические варианты интерфейса конечного пользователя );

Сетевые ОС – комплекс программ, обеспечивающих обработку, передачу и хранение данных в сети.

Сервисные системы – предназначены для обслуживания компьютера (расширяют возможности базового ПО). По функциональному признаку среди сервисного ПО можно выделить:

Программы обслуживания дисков;
антивирусные программы;

Программы архивирования данных;

Программы обслуживания сети.

Программы диагностики работоспособности компьютера;

Программы служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т. п.), называют утилитами.

Инструментальные системы

Это программные продукты, поддержки технологии программирования, включающие:

Локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;

Интегрированные среды разработчиков программ.

Локальные средства разработки программ, включают различные языки (машинные, алгоритмические, процедурно проблемно-ориентированные и др.) и системы программирования , а также инструментальную среду пользователя. Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, отладки и тестирования.

Основное назначение инструментария интегрированных программных сред разработчиков – повышение производительности труда программистов.

Прикладные программы

Предназначены для решения прикладных задач пользователя. Они обеспечивают: обработку текстов, фото и видеоизображений, подготовку презентаций, обработку табличных данных, управление базами данных, автоматизированное проектирование (САПР) и др. Прикладное программное обеспечение состоит из пакетов прикладных программ (ППП) и прикладных программ пользователя.

В настоящее время значительное место в прикладном ПО занимают пакеты прикладных программ, которые по сфере применения делятся на проблемно-ориентированные пакеты (узкий круг задач), пакеты общего назначения (типовые задачи) и интегрированные пакеты (применяются в основном в экономической сфере и, как правило, одержат: табличный процессор, текстовой редактор, систему управления базами данных – СУБД, графический редактор, коммуникационные средства).

Общие сведения об ОС

Вычислительная в целом состоит из трех основных: компьютера, программного обеспечения и пользователя. Операционная система представляет собой комплекс программ, который объединяет эти элементы в единую систему, обеспечивающая их взаимодействие. ОС решает следующие основные задачи:

-управление вычислительным процессом;

-управление устройствами компьютера;

-управлением размещением и доступом к папкам и файлам на диске.

Средства, обеспечивающие взаимодействие между элементами компьютерной системы, называют интерфейсом. В вычислительной системе реализуется несколько видов интерфейсов :

Аппаратный интерфейс (обеспечивает взаимодействие между различными узлами компьютера);

Программный интерфейс (обеспечивает взаимодействие между программами, выполняемыми компьютером);

Аппаратно-программный интерфейс (обеспечивает взаимодействие между узлами компьютера, аппаратурой и выполняемыми программами);

Интерфейс пользователя (обеспечивает взаимодействие пользователя с аппаратно-программным комплексом).

Согласование между программным и аппаратным обеспечением, а также между компьютером и пользователем организует и осуществляет ОС.

Для ОС: процесс, память и файл . Ключевое понятие – процесс. Процессом называют программу в момент ее выполнения. Каждым процессом связывается его адресное пространство – список адресов в памяти от некоторого минимума до некоторого максимума. По этим адресам процесс может занести информацию и прочесть ее. Управление адресным пространством процессов – важная функция ОС. Кроме того, ОС управляет созданием, удалением, чтением и сохранением фалов. Перед тем как прочитать файл, его нужно разместить на диске и открыть, а после прочтения его нужно закрыть. Все эти функции осуществляют системные вызовы.

ОС различают по:

Количеству одновременно работающих пользователей (однопользовательские и многопользовательские);

Числу задач, одноременно вполняемых под управлением ОС (однозадачные и многозадачные);

Типу пользовательского интерфейса (текстового и графического);

Способу ипользования аппаратных и программных ресусов (локальные и сетевые ОС);

Количеству используемых в компьютере процессов и разрядности процессора (одно- и многопроцессорные, 8-, 16-, 32-, и 64-разрядные).

Как правило, ОС содержит: ядро, файловую систему, диспетчер задач, драйверы устройств и сервисные программы.

Информационная система в экономике любой реферат на 20 листов

Структура системного программного обеспечения

На рис. 8.10 представлена структура системного программного обеспечения – базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение (base software) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Рис. 8.10. Классификация системного программного обеспечения компьютера

В базовое программное обеспечение входят:

§ операционная система;

§ операционные оболочки (текстовые и графические);

§ сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

§ одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

§ одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

§ непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

§ несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

§ OS/2 во всех модификациях (IBM);

§ Windows NT во всех модификациях (Microsoft);

§ Unix во всех модификациях;

§ Next Step 3.2 (Next);

§ SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

§ Solaris 2.1 (SunSoft) – x86;

По данным опроса пользователей программных продуктов, проведенного в 1996 г., мнение респондентов относительно операционных систем распределилось так, как указано в табл. 8.1.

Операционная система MS DOS (фирма Microsoft) появилась в 1981 г. В настоящее время существуют версии 6.22 и 7.0 (в составе Windows 95), а также ее разновидности других фирм-разработчиков (DR DOS, PC DOS). Сегодня эта операционная система установлена на подавляющем большинстве персональных компьютеров. Начиная с 1996 г. MS DOS распространяется в виде Windows 95 – 32-разрядной многозадачной и многопоточной операционной системы с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.

Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система, обеспечивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:

§ поддержку графического интерфейса пользователя;

§ одновременную обработку нескольких приложений;

§ многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;

§ 32-разрядную обработку данных;

§ сжатие данных при записи на магнитные диски;

§ защиту памяти.

Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серверов баз данных (в отличие от MS DOS поддерживаются длинные имена файлов), поддержка мультипроцессорной обработки – до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC. Версия OS/2 Warp работает с мультисредой и имеет встроенный доступ в сеть Internet, систему распознавания речи VoiceType, интегрированную версию Lotus Notes Mail для передачи через Internet почты. В OS/2 могут выполняться прикладные программы Windows 3.1 и Win32s, но не могут выполняться приложения, работающие в среде Windows 95 или Windows NT. Спецификация Open 32 позволяет поставщикам программного обеспечения переносить его на новую платформу.

Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система Unix, созданная корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых систем и широкие возможности по комплексированию в составе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.

Unix обладает наиболее важными качествами, такими, как:

§ переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой;

§ поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;

§ сочетаемость с процессорами RISC.

Unix получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных персональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами. Согласно прогнозам объем мирового рынка вычислительных систем, базирующихся на ОС Unix, существенно будет возрастать, особенно с переходом к сетевым технологиям.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

§ управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);

§ функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;

§ наличие компрессии диска;

§ возможность архивирования файлов;

§ поддержка многозадачного режима работы;

§ поддержка сетевого программного обеспечения;

§ наличие качественной документации;

§ условия и сложность процесса инсталляции.

Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы yправления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Windows 95.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.

Основные характеристики широко распространенной сетевой операционной системы Novell NetWare рассмотрены в гл. 7. Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:

§ возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;

§ совместную работу группы пользователей;

§ адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;

§ многозадачность и многопоточность обработки данных;

§ поддержку мультипроцессорной обработки и др.

В табл. 8.2 приведены характеристики некоторых популярных ОС.

Таблица 8.2. Характеристики операционных систем

Работа в сети ЭВМ требует использования программных продуктов для администрирования и обслуживания рабочих станций типа, например:

§ IBM Adstar Distributed Storage Manager 1.0 – средство резервного копирования в масштабах предприятия, которое позволяет обслуживать ЭВМ различных классов (мэйнфреймы, мини-ЭВМ, настольные системы), используя при этом один общий интерфейс);

§ Symantec Norton Administrator for Networks 2.0 – обеспечивает администрирование локальной вычислительной сети и управление приложениями для корпоративных сетей (масштаба предприятия);

§ Microsoft NT File and Print Service for NetWare – устраняет барьеры между NetWare и Windows NT, обеспечивает полную эмуляцию для NT возможностей среды NetWare;

§ Armon OnSite Manager – сегментирование сетей, фильтрация и поиск неисправностей в сетях масштаба предприятия и др.

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек операционной системы MS DOS:

§ Norton Commander 5.0 – фирма Symantec (см. гл. 10);

§ XTree Gold 4.0;

§ Norton Navigator и др.

Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Во всем мире имеют огромную популярность такие графические оболочки MS DOS, как Windows 3.1 (см. гл. 12), Windows 3.11 for WorkGroup, которые позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор, картотека и т.п.) и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию вплоть до создания одноранговых локальных сетей.

Операционные системы

Как уже говорилось выше, в состав вычислительной системы входят как аппаратные, так и программные средства, которые для вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию. Такой принцип разделения имеет для информатики особое значение, поскольку очень часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. От верного выбора программного решения конфигурации зависят производительность и эффективность всей вычислительной системы в целом.

Программы - это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии . Несмотря на то что эти две категории рассматриваются отдельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь, и раздельное их рассмотрение является по меньшей мере условным.

Состав программного обеспечения (ПО) вычислительной системы называют программной конфигурацией . Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть, мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия , а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9. Структура ПО компьютерной системы

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение.

Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение . Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ - Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, 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 вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией), так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового 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.

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 высоких уровней, 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.

Программное обеспечение служебного 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 предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

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

Поскольку между прикладным программным обеспечением и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек - программа - оборудование.

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.

Структура программного обеспечения

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.

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.

К прикладному ПО, к примеру, относятся:

Комплект офисных приложений MS OFFICE

Бухгалтерские системы

Финансовые аналитические системы

Интегрированные пакеты делопроизводства

CAD - системы (системы автоматизированного проектирования)

Редакторы HTML или Web - редакторы

Браузеры - средства просмотра Web - страниц

Графические редакторы

Экспертные системы…

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: программный обеспечение компьютер драйвер

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