Системное и прикладное ПО

OS-basic 02. Прикладное и системное ПО. Архитектура ОС.

Прикладное и системное ПО. ОС, Системы управления файлами, пользовательские интерфейсные оболочки, системы программирования, утилиты. Архитектура ОС. Ядро и вспомогательные модули ОС. Ядро в привилегированном режиме. Микроядерная архитектура. Средства аппаратной поддержки ОС. Поддержка привилегированного режима, средства трансляции адресов, средства переключения процессов, системный таймер, система прерываний, средства защиты областей памяти. Прикладная среда.

Все программное обеспечение (ПО) ЭВМ можно разделить на две группы: прикладное и системное ПО.

Прикладное ПО - программное обеспечение, состоящее из отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей и созданных на их основе автоматизированных систем.

Прикладная программа - программа, предназначенная для решения каких-либо задач пользователей в определенной области применения (бухгалтерской, юридической, медицинской и т. д.).

Пакет прикладных программ - комплект программ, предназначенных для решения задач из определенной проблемной области. Обычно применение пакета прикладных программ предполагает наличие специальной документации: лицензионного свидетельства, паспорта, инструкции пользователя и т.п.

Системное про­граммное обеспечение означает программы и комплексы программ, предназначенных для использования технических средств компьютера, и применяемых как для автоматизации разработки (создания) новых программ, так и для организации выполнения программ существующих. С этих позиций системное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

1. Операционные системы.

2. Системы управления файлами.

3. Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС.

4. Системы программирования.

5. Утилиты.

Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

Под операционной системой (ОС) обычно понимают комплекс управляю­щих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой — предназначен для наиболее эффективного использования ресур­сов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно рабо­тает под управлением ОС. На рис. 2.1 изображена обобщенная структура про­граммного обеспечения вычислительной системы. Видно, что ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не име­ет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС. Любые их команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят че­рез ОС.

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие:

· прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке — в виде директив (ко­манд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), — и их обработка;

· прием и исполнение запросов от других программ на запуск, приостановку, оста­новку;

· загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

· инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

· идентификация всех программ и данных;

Рис. 2.1 Обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы

· обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

· обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

· обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

· распределение памяти, а в большинстве современных систем и организа­ция виртуальной памяти;

· планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стра­тегией и дисциплинами обслуживания;

· защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных.

2. Назначение системы управления файлами — организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управле­ния файлами. Ряд ОС позволяет рабо­тать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). Необходимо различать файловую систему и систе­му управления файлами.

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки. Их основное назначение — либо расширить возмож­ности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. В качестве классических примеров интерфейсных оболочек и соответствую­щих операционных сред выполнения программ можно назвать различные варианты графического интерфейса Х Window в системах семейства UNIX (например, К Desktop Environment в Linux), разнообразные варианты интерфейсов для семейства ОС Windows компании Microsoft, которые заменяют Explorer.

Работая с графическим интерфейсом ОС, пользователь видит структуру каталогов и файлов, и практически все действия может выполнить мышью. До появления ОС с графическими интерфейсами пользователь был вынужден давать команды из командной строки. Примером такой ОС является MS DOS. В ней, например, чтобы скопировать файл, необходимо набрать команду copy filename1 filename2

Для просмотра содержимого файла в командной строке необходимо набрать команду type filename

Для пользователя это было неудобно, поскольку во-первых, отнимало много времени на набор команды и всех ее операндов, а во-вторых, заставляло пользователя работать практически «вслепую», т.к. он не мог постоянно держать перед глазами структуру файлов и каталогов, с которыми работал.

Для упрощения работы пользователя перед появлением графических оболочек были созданы алфавитно-цифровые (текстовые) пользовательские оболочки, в которых пользователь мог управлять работой, нажимая 1-2 клавиши, вместо того, чтобы набирать команду за командой. Примерами таких пользовательских оболочек могут служить Norton Commander, Far (c расширенными возможностями), Windows Commander (для Windows). В них пользователь может выполнять свои задачи используя меню команд, либо так называемые «горячие клавиши».

Дата добавления: 2014-01-05