Базисное, служебное, системное и прикладное программное обеспечение, их назначение и основные характеристики

Программное обеспечение - наряду с аппаратными средствами, важнейшая составляющая информационных технологий, включающая компьютерные программы и данные, предназначенные для решения определённого круга задач и хранящиеся на машинных носителях. Программное обеспечение представляет собой либо данные для использования в других программах, либо алгоритм, реализованный в виде последовательности инструкций для процессора.

Компьютерные программы подразделяются на три категории:

Прикладные программы, которые непосредственно выполняют необходимые пользователю компьютера работы (редактирование текстов, обработка информационных массивов, просмотр видео, пересылка сообщений).

Пакеты прикладных программ – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенного класса задач.

К ним относятся:

- Пакеты прикладных программ автоматизирующий бухгалтерский учет;

- Пакеты прикладных программ финансовой деятельности;

- Пакеты прикладных программ для управления персоналом (кадровый учет);

- Пакеты прикладных программ управления производством;

- банковские информационные системы;

Системные программы, особую роль среди которых играет операционная система -программа, управляющая компьютером, запускающая другие программы и выполняющая сервисные функции при работе компьютера. Другие сервисные программы обычно выполняют различные вспомогательные функции - создают резервные копии используемой информации, проверяют работоспособность устройств компьютеров.

Инструментальные программы (системы программирования), которые помогают создавать новые программы для компьютера.

Сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютера, т.е. диагностики, тестирование аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановление информации и т.д.

Системное программное обеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое и коммуникационное оборудование и т.п. Системное программное обеспечение реализует связь аппаратного и программного обеспечения, выступая как "межслойный интерфейс" с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. Кроме системного программного обеспечения принято выделять Прикладное программное обеспечение, которое призвано решать прикладные задачи пользователя. В состав системного программного обеспечения входят: Операционные системы, Среды программирования (компиляторы, трансляторы, компоновщики, загрузчики, отладчики, текстовый редактор, библиотеки подпрограмм), Утилиты, Системы управления файлами и Системы управления базами данных.

К базисному программному обеспечению можно отнести BIOS - (англ. Basic Input-Output System - базовая система ввода-вывода) - программа, находящаяся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) персонального компьютера и исполняющаяся при включении питания. Главная функция BIOS- подготовить компьютер к тому, чтобы основное программное обеспечение (в большинстве случаев это операционная система), записанное на различных носителях либо доступное через сеть, могло стартовать и получить контроль над компьютером.

Операционная система, ОС - базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Основные функции (простейшие ОС):

· 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.), как правило, с помощью файловой системы;

· Пользовательский интерфейс;

· Сетевые операции, поддержка стека протоколов

Дополнительные функции:

· Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

· Взаимодействие между процессами;

· Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений;

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

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами. Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

Классификация по алгоритму управления ресурсами

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

· однозадачные (например, TOS, СP/M, MS-DOS, MSX)

· OS CP/M (Control Program for Microcomputers), фирма Digital Research.

· многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows XP).
Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

· однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

· многопользовательские (UNIX, Windows NT).
Классификация по типу аппаратных платформ.

По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как IP, IPX, Ethernet и другие.

Классификация по области применения

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

· системы пакетной обработки (например, OC EC),

· системы разделения времени (UNIX, VMS),

· системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.

Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя - программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.

Критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

Тема 3. Операционная система " Windows "

Microsoft Windows - семейство операционных систем компании Майкрософт

Последние 10 лет Windows - самая популярная (91,79 % ⁾ операционная система на рынке персональных компьютеров. Системы Windows работают на платформах x86, AMD64, IA-64. Существовали также версии для DEC Alpha, MIPS и PowerPC.

Данная схема иллюстрирует историю развития семейства Microsoft Windows.

Файловая система - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации, с одной стороны, и API для доступа к файлам - с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, также как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте или блоке флэш-памяти) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы, весь диск представляет из себя набор кластеров размером от 512 байт и выше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные и сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

· именование файлов;

· программный интерфейс работы с файлами для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.

В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

NTFS - стандартная файловая система для семейства операционных систем Microsoft Windows NT.

NTFS заменила использовавшуюся в MS-DOS и Microsoft Windows файловую систему FAT. NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей, а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования для повышения надёжности файловой системы.

FAT - файловая система, используемая в операционных системах DOS и Windows. Логический диск, отформатированный в системе FAT, имеет следующие разделы:

· загрузочный сектор;

· таблица размещения файлов - собственно FAT (традиционно в двух экземплярах);

· корневой каталог;

· файлы.

Для хранения файлов всё доступное для них пространство разбивается на кластеры. Таблица размещения файлов содержит ячейки, каждая из которых указывает на определённый кластер на жестком диске. Если кластер принадлежит файлу, то его ячейка содержит номер следующей ячейки этого же файла.

Максимальный размер кластера, который поддерживается в FAT, составляет 32 Кб.

Кластер - в некоторых типах файловых систем логическая единица хранения данных в таблице размещения файлов, объединяющая группу секторов. Например, на дисках с размером секторов в 512 байт, 512-байтный кластер содержит один сектор, тогда как 4-килобайтный кластер содержит восемь секторов.

В настоящее время все операционные системы для персональных компьютеров обеспечивают взаимодействие с пользователем с помощью графического интерфейса. Это позволяет даже начинающему пользователю компьютера уверенно работать в среде операционной системы (проводить операции с файлами, запускать программы и т.д.).

Графический интерфейс позволяет осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и т.д.).

Работа с мышью. Для работы с графическим интерфейсом используется мышь или другое координатное устройство ввода, при этом пользователь должен уметь производить:

· левый щелчок, однократное нажатие и отпускание основной (обычно левой) кнопки мыши;

· правый щелчок, однократное нажатие и отпускание дополнительной (обычно правой) кнопки мыши;

· двойной щелчок, два нажатия основной кнопки с минимальным интервалом времени между ними;

· перетаскивание, левый или правый щелчок и перемещение объекта.

Рабочий стол. Основную часть экрана занимает Рабочий стол, на котором располагаются значки и ярлыки (значки с маленькими стрелочками в нижнем левом углу). Значки и ярлыки обеспечивают (с помощью двойного щелчка) быстрый доступ к дискам, папкам, документам, приложениям и устройствам. Значки появляются на Рабочем столе после установки Windows. В левой части экрана обычно располагаются значки Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина и Мои документы.

Для быстрого доступа к дискам, принтеру, часто используемым документам целесообразно создать на рабочем столе ярлыки. Ярлыки создаются перетаскиванием значков объектов на Рабочий стол.

Внешний вид графического интерфейса можно настраивать.

Панель задач. В нижней части экрана располагается Панель задач, на которой находятся кнопка Пуск, кнопки выполняемых задач и открытых папок, индикаторы и часы.

Кнопка Пуск позволяет вызывать Главное меню, которое обеспечивает доступ практически ко всем ресурсам системы и содержит команды запуска приложений, настройки системы, поиска файлов и документов, доступа к справочной системе и др. Windows является многозадачной операционной системой, т.е. одновременно могут выполняться несколько приложений. Каждое запущенное приложение обозначается кнопкой на Панели задач, при этом переход от работы в одном приложении к работе в другом может производиться с помощью щелчка по кнопке. Работающее (активное) приложение изображается на панели задач нажатой кнопкой. В крайней правой части Панели задач находятся Часы. Левее часов располагаются индикаторы состояния системы. Например, индикатор Ru обозначает, что в текущий момент используется русская раскладка клавиатуры.

Окна. Важнейшим элементом графического интерфейса Windows являются окна, действительно ведь windows в переводе означает окна. Существуют два основных типа окон – окна приложений и окна документов.

Окна приложений. В окне приложения выполняется любое запущенное на выполнение приложение или отражается содержимое папки. Открыть или закрыть окно приложения – то же, что и запустить программу на выполнение или завершить ее. Окна приложений можно перемещать на любое место Рабочего стола, разворачивать на весь экран или сворачивать в кнопки на панели задач.

Основными элементами окна приложения являются:

· Рабочая область: внутренняя часть окна, содержит вложенные папки или окна документов.

· Границы: рамка, ограничивающая окно с четырех сторон. Размеры окна можно изменять, ухватив и перемещая границу мышью.

· Заголовок: строка непосредственно под верхней границей окна, содержащая название окна.

· Значок системного меню: кнопка слева в строке заголовка открывает меню перемещения и изменения размеров окна.

· Строка горизонтального меню: располагается непосредственно под заголовком, содержит пункты подменю, обеспечивает доступ к командам.

· Панель инструментов: располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам.

· Кнопки Свернуть, Развернуть/Восстановить, Закрыть расположены в верхней правой части окна.

Окна документов. Окна документов предназначены для работы с документами и «живут» внутри окон приложений. Можно раскрывать, сворачивать, перемещать или изменять размеры этих окон, однако они всегда остаются в пределах окна своего приложения. Окно документа имеет те же кнопки управления, что и окно приложения. Окно документа всегда содержит зону заголовка (содержащую имя документа) и, часто – полосы прокрутки (появляющиеся, когда документ не помещается полностью в окне) и линейки. Открытое окно документа может находиться в активном, либо пассивном состояниях. Если окно находится в пассивном состоянии (зона заголовка не выделена цветом), то, щелкнув по любой его части мышью, можно перевести его в активное состояние.

Меню. Меню является одним из основных элементов графического интерфейса и представляет собой перечень команд (как правило, тематически сгруппированных), из которых необходимо сделать выбор (помещая на объект указатель мыши и произведя щелчок). Выбор пункта меню приводит к выполнению определенной команды. Если за командой меню следует многоточие, то ее выбор приведет к появлению диалоговой панели, которая позволяет пользователю получить или ввести дополнительную информацию.

Диалоговые панели. Диалоговые панели могут включать в себя разнообразные элементы. Рассмотрим возможности диалоговых панелей на примере уточнения параметров поиска файлов.

Вкладки. Диалоговые панели могут включать в себя несколько «страниц», которые называются вкладками.

Командные кнопки. Нажатие на кнопку (щелчок) обеспечивает выполнение того или иного действия, а надпись на кнопках поясняет их назначение. Так, щелчок по кнопке с надписью Найти позволяет начать процесс поиска.

Текстовые поля. Текстовое поле называется иногда полем редактирования и позволяет ввести какую-либо текстовую информацию. Например, если пользователь хочет найти файлы, содержащие слово «информатика», то его необходимо ввести в текстовом поле Искать текст: Для этого необходимо осуществить левый щелчок в поле и ввести текст.

Списки. Список представляет собой набор предлагаемых на выбор значений. Раскрывающийся список выглядит как текстовое поле, снабженное кнопкой с направленной вниз стрелочкой. Раскрытие списка осуществляется с помощью левого щелчка.

Переключатели. Переключатели служат для выбора одного из взаимоисключающих вариантов, варианты выбора представлены в форме маленьких белых кружков. Выбранный вариант обозначается кружком с точкой внутри. Выбор варианта производится с помощью левого щелчка.

Флажки. Флажки обеспечивают присвоение какому-либо параметру определенного значения и могут располагаться как группами, так и поодиночке. Флажки имеют форму квадратика, когда флажок установлен, в нем присутствует «галочка». Установка флажков производится с помощью левого щелчка.

Счетчики. Счетчик представляет собой пару стрелок, которые позволяют увеличивать или уменьшать значение в связанном с ними поле. Так, при поиске файла на вкладке Дата значение полей, задающих период изменения файла, можно менять с помощью счетчиков. Для увеличения соответствующего значения необходимо сделать щелчок по стрелке, направленной вправо, а для уменьшения – по стрелке, направленной влево.

Контекстные меню. Объектно-ориентированный подход, используемый в операционной системе Windows, позволяет рассматривать диски, папки и файлы как объекты. Все эти объекты имеют определенные свойства, и над ними могут проводиться определенные операции.

Например, документы (документом называется любой файл, обрабатываемый с помощью приложений) имеют определенный объем и их можно копировать, перемещать и переименовывать, окна имеют размер, который можно изменять и т.д.

Хотя каждый из этих объектов имеет свои конкретные свойства и над ним возможны определенные операции, технология работы с объектами и интерфейс универсальны. Это позволяет пользователю достичь единообразия при работе с разными объектами.

Ознакомиться со свойствами объекта, а также выполнить над ним разрешенные операции можно с помощью контекстного меню. Для вызова контекстного меню необходимо выделить значок объекта и осуществить правый щелчок.

Дата добавления: 2014-01-06