Базовое программное обеспечение
Операционная система – это комплекс взаимосвязанных программ, обеспечивающих взаимодействие между приложениями и пользователем, с одной стороны, и аппаратурой компьютера – с другой, и реализующих рациональное управление ресурсами компьютера. Таким образом, все аппаратные, а также и программные средства предоставляются пользователю только через посредника – операционную систему.Выделяют следующие основные функции операционной системы:
- контроль работоспособности и управление работой оборудования;
- выполнение процедуры начальной загрузки;
- управление файловой системой;
- взаимодействие пользователя с компьютером;
- загрузка и выполнение прикладных программ;
- распределение аппаратных ресурсов между программами.
Операционная система, являясь главной частью системного программного обеспечения, создает среду для выполнения приложений и во многом определяет, насколько эффективно будут работать эти приложения. Очевидно, что главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является способность выполнения основных функций.
Виды операционных систем
Классификацию операционных систем можно выполнить различным образом, основываясь на нескольких ключевых критериях. Операционные системы по способу взаимодействия с пользователем пакетные диалоговые реального времени с графическим интерфейсом с командной строкой однопользовательские многопользовательские однозадачные многозадачные однопроцессорные многопроцессорные локальные сетевые 
по числу одновременно работающих пользователей по числу одновременно выполняемых задач по количеству поддерживаемых процессоров по возможности работы в вычислительных сетях 
Системы пакетной обработки – пользователь подготавливает исходные данные в виде пакета программ (перфокарты, магнитная лента, диск и т.д.), подлежащих одновременному решению (ЕС ЭВМ – Единая Система); Диалоговые системы – работа пользователя с программой выполняется путем подачи соответствующих команд с терминала (Unix, Windows, Linux); Данные системы работают в режиме разделения времени. На выполнение каждой задачи выделяется небольшой интервал процессорного времени, если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается, программа переводится в конец очереди и исполняется следующая задача. Т.к. ни одна задача не занимает процессор надолго, то время отклика системы оказывается приемлемым. Подобные системы обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, т.к. на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая «выгодна» системе. Системы реального времени – исходные данные для обработки обеспечиваются физическими сигналами, поступающими от различных датчиков, встроенных в технологическое оборудование (QNX, RT-11). Однозадачные операционные системы включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, интерфейс пользователя. Многозадачные операционные системы, кроме вышеперечисленных функций, управляет разделением совместно используемых ресурсов, таких, как процессор, оперативная память, файлы и важнейшие устройства. Локальные операционные системы предназначены для автономного компьютера; сетевые – ориентированы на обеспечение работы компьютеров в локальной сети.
Структура программного обеспечения пк. 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 (рис.1):
Рисунок 1. Классификация ПО
- 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 программное обеспечение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства 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. 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).
Утилиты— программы, предназначенные для решения узкого круга вспомогательных задач. Иногда утилиты относят к классу сервисного программного обеспечения Утилиты используются для:
- Мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования — мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
- Управления параметрами оборудования — ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
- Контроля показателей — проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
- Расширения возможностей — форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.
Типы утилит: Дисковые утилиты
- Дефрагментаторы
- Проверка диска — поиск неправильно записанных либо повреждённых различным путём файлов и участков диска и их последующее удаление для эффективного использования дискового пространства.
- Очистка диска — удаление временных файлов, ненужных файлов, чистка «корзины».
- Разметка диска — деление диска на логические диски, которые могут иметь различные файловые системы и восприниматься операционной системой как несколько различных дисков.
- Резервное копирование — создание резервных копий целых дисков и отдельных файлов, а также восстановление из этих копий.
- Сжатие дисков — сжатие информации на дисках для увеличения вместимости жёстких дисков.
- Утилиты работы с реестром
- Утилиты мониторинга оборудования
- Тесты оборудования
Рисунок 2. Место СПО в многоуровневой структуре компьютера Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС (рис.2). 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, например, 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:
- 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
Контрольные вопросы:
- Дайте определение операционной системе.
- Какое программное обеспечение относят к системному?
- Назовите служебное программное обеспечение.
- Какое программное обеспечение относят к прикладному?
- Каково назначение программного обеспечения?
- Каковы основные классы программ? Приведите примеры программ в каждом классе по назначению.