Понятие и состав системного программного обеспечения

Системное программное обеспечение — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение принято делить на базовое и сервисное (рис. 14).

Рис. 14. Состав системного программного обеспечения

Базовое программное обеспечение – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. В него входят:

1) операционная система — совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем (DOS, Windows, Unix, Linux, OS/2).

2) операционная оболочка — специальная программа, предназначенная для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Может иметь текстовый (командная строка) или графический (кнопки) интерфейс (текстовые — Norton Commander, DOS Navigator, Volkov Commander, FAR; графические — Windows 3.1 и Windows 3.11 for WorkGroup, Total Commander).

3) сетевая операционная система — комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в компьютерной сети. Предоставляет пользователям различные виды сетевых служб: управление файлами, управление сетевыми аппаратными средствами, электронная почта (Novell NetWare, Windows NT, сетевые версии Unix).

Сервисное программное обеспечение – это служебные программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя. К нему относятся:

1) средства диагностики — предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения, выполняют необходимые проверки и выдают собранную информацию в удобном и наглядном виде, используются для устранения неполадок и оптимизации работы компьютерной системы;

2) средства обеспечения компьютерной безопасности — предназначены для пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения; в качестве средств пассивной защиты используют программы резервного копирования, в качестве средств активной защиты — антивирусное программное обеспечение, для защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и изменения — криптографические системы;

3) средства сжатия данных (архиваторы) — предназначены для создания архивов, повышения эффективности использования носителей, создания резервных копий;

4) диспетчеры файлов (файловые менеджеры) — предназначены для обслуживания файловой структуры, копирования, перемещения и переименования файлов, создания каталогов (папок), удаления файлов и каталогов, поиска файлов и навигации в файловой структуре;

5) средства контроля (мониторинга) — позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе в реальном режиме времени или с записью результатов в протокольный файл;

6) средства коммуникации (коммуникационные программы) — позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями (группами новостей), обеспечивают пересыпку факсимильных сообщений и выполняют множество других операций в компьютерных сетях.

Функции операционной системы.
Характеристика операционной системы Windows

Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней — прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех операционных систем — посредническая. Она заключаются в обеспечении нескольких видов интерфейса:

- интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);

- интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

- интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

1. Обеспечение интерфейса пользователя

По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно и редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения, например нажатием клавиши ENTER.

Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления кроме клавиатуры может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных (указатель мыши) и пассивных (экранных кнопок, списков, меню и др.) элементов управления.

2. Обеспечение автоматического запуска

Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска.

3. Организация файловой системы

Файловая система предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы — табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в таблицах размещения файлов (FAT-таблицах).

4. Обслуживание файловой структуры

Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции:

- создание файлов и присвоение им имен;

- создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

- переименование файлов и каталогов (папок);

- копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;

- навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

- управление атрибутами файлов (атрибуты — это дополнительные параметры, определяющие свойства файлов; основных атрибутов четыре: только для чтения, скрытый, системный и архивный);

- удаление файлов и каталогов (папок).

Существует три режима удаления: удаление, уничтожение и стирание. Операционные системы обеспечивают только два первых режима. При удалении файлов и папок они перемещаются в Корзину. Эта операция происходит на уровне файловой структуры операционной системы (изменяется только путь доступа к файлам). На уровне файловой системы жесткого диска ничего не происходит — файлы остаются в тех же секторах, где и были записаны.

Уничтожение файлов происходит при очистке Корзины в операционных системах Windows. В этом случае файл полностью удаляется из файловой структуры операционной системы, но на уровне файловой системы диска с ним происходят лишь незначительные изменения. В таблице размещения файлов он помечается как удаленный, хотя физически остается там же, где и был. Это сделано для минимизации времени операции. При этом открывается возможность записи новых файлов в кластеры, помеченные как свободные.

Операция стирания файлов выполняется специальными служебными программами и состоит в том, чтобы заполнить якобы свободные кластеры, оставшиеся после уничтоженного файла, случайными данными. Для надежного стирания файлов требуется провести не менее пяти актов случайной перезаписи в одни и те же сектора.

5. Управление установкой, исполнением и удалением приложений

С точки зрения управления исполнением приложений, различают однозадачные и многозадачные операционные системы. Однозадачные операционные системы передают все ресурсы вычислительной системы одному исполняемому приложению и не допускают ни параллельного выполнения другого приложения (полная многозадачность), ни его приостановки и запуска другого приложения (вытесняющая многозадачность). В то же время параллельно с однозадачными операционными системами возможна работа специальных программ, называемых резидентными. Такие программы не опираются на операционную систему, а непосредственно работают с процессором, используя его систему прерываний.

Большинство современных графических операционных систем — многозадачные. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают возможность одновременной или поочередной работы нескольких приложений, обмена данными между приложениями и совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.

6. Обеспечение взаимодействия с аппаратным обеспечением

Операционная система берет на себя все функции по установке драйверов устройств и передаче им управления от приложений. Во многих случаях операционная система даже не нуждается в драйверах, полученных от разработчика устройства, а использует драйверы из собственной базы данных.

7. Обслуживание компьютера

Для выполнения этой функции операционная система включает средства проверки дисков (целостности файловой структуры и физической диагностики поверхности), средства «сжатия» дисков для записи данных на диск в уплотненном виде посредством специального драйвера, средства управления виртуальной памятью, средства кэширования дисков, средства резервного копирования данных.

8. Прочие функции операционных систем

Кроме основных (базовых) функций операционные системы могут предоставлять различные дополнительные функции:

- поддержку локальной компьютерной сети без специального программного обеспечения;

- обеспечение доступа к основным службам Интернета средствами, интегрированными в состав операционной системы;

- наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений;

- возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к категории мультимедиа;

- возможность обеспечения комфортной поочередной работы различных пользователей на одном персональном компьютере с сохранением персональных настроек рабочей среды каждого из них;

- возможность автоматического исполнения операций обслуживания компьютера и операционной системы по заданному расписанию или под управлением удаленного сервера;

- возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.

Кроме всего вышеперечисленного, современные операционные системы могут включать минимальный набор прикладного программного обеспечения, которое можно использовать для исполнения простейших практических задач:

- чтение, редактирование и печать текстовых документов;

- создание и редактирование простейших рисунков;

- выполнение арифметических и математических расчетов;

- ведение дневников и служебных блокнотов;

- создание, передача и прием сообщений электронной почты;

- создание и редактирование факсимильных сообщений;

- воспроизведение и редактирование звукозаписи;

- воспроизведение видеозаписи;

- разработка и воспроизведение комплексных электронных документов, включающих текст, графику, звукозапись и видеозапись.

Дата добавления: 2015-05-26