2.3. Програмне забезпечення

2.3.1.Cистемне програмне забезпечення

Сучасний комп'ютер - складний апаратно-програмний комплекс, який складається з апаратної частини (hardware) і програмного забезпечення (software), серед якого можна виділити системну і прикладну компоненти.

Основною частиною системного програмного забезпечення є операційна система - засіб управління обчислювальними ресурсами.

Прикладне програмне забезпечення — засоби для розв'язання задач користувача (текстові редактори, електронні таблиці, бази даних, графічні редактори тощо) (мал.2).

Серед усієї сукупності програмного забезпечення особливе місце займає системне програмне забезпечення, зокрема, операційна система, яка виконує функції:

• розподілу ресурсів, управління складовими апаратного забезпечення операційної системи;

• завантаження програм на виконання;

• управління виконанням прикладних програм;

• забезпечення організації збереження даних (тимчасове, тривале) для подальшого їх використання;

• надання інтерфейсу користувач - обчислювальна система.

Операційна система (ОС) - комплекс програмних засобів і даних, які забезпечують керування роботою апаратної та програмної складових обчислювальної системи, координують їхню взаємодію, забезпечують виконання функції передавання команд і даних між користувачем і комп'ютером.

Програми користувача, які створюються для універсальних ЕОМ, обов'язково передбачають можливість передавання управління іншій програмі. Цією програмою є операційна система, точніше її складова, яка забезпечує управління програмами.

Частина програми (у тому числі і ОС) обмежена командами, які дають можливість передавання управління іншій послідовності команд, називається процесом або потоком.

Мал..2. Взаємозв’язок апаратного обладнання, системного, прикладного забезпечення

Залежно від завдань, які вирішуються обчислювальною системою, обирається тип операційної системи. Операційні системи можна класифікувати за такими критеріями:

1) особливість реалізації алгоритмів керування основними ресурсами комп'ютера;

2) клас вирішуваних задач (мал.3);

3) кількість одночасно виконуваних задач — однозадачні та багатозадачні.

Однозадачні ОС (наприклад, MS DOS, MSX-DOS, СР/М) можуть запустити на виконання наступну програму лише після завершення поточної. Багатозадачні або мультизадачні ОС (наприклад, OS/2, UNIX, Windows 9x, NetWare, Windows NT) - дозволяють запустити на виконання кілька програм одночасно, забезпечують при цьому розподіл між ними системних ресурсів і створюють ілюзію одночасного виконання кількох програм;

4) за способом реалізації багатозадачності — витісняюча, невитісняюча багатозадачність (мал.4). спосіб розподілу процесорного часу між кількома одночасно існуючими в системі процесами (чи потоками) багато в чому визначає специфіку ОС. ОС з невитісняючою багатозадачністю (наприклад, NetWare) -передбачає, що активний процес займає процесор до того часу, поки цей процес сам не передасть управління ОС для ініціалізації наступного процесу. В ОС за витісняючою багатозадачністю (наприклад, Windows NT, OS/2, UNIX) - перемикання процесора з одного процесу на інший здійснюється ОС, а не активний процес. Залежно від виконуваних задач і організації алгоритмів управління виконуваними процесами, багатозадачні ОС використовуються як:

• системи пакетного опрацювання даних (наприклад, ОС EC) призначались для розв'язування задач, в основному обчислювального характеру. Головною метою і критерієм ефективності таких систем є максимальна кількість задач, виконаних за одиницю часу;

• системи з розподілом часу (наприклад, UМХ, VMS) - покликані забезпечити управління користувачем процесом виконання задач, яке неможливе в системах пакетного опрацювання даних. Кожному користувачу систем з розподілом часу надається термінал, з якого він може управляти процесом виконання завдань. В системах з розподілом часу кожній задачі виділяється квант процесорного часу і жодна задача не займає процесор надовго. Критерієм ефективності системи є зручність і ефективність роботи користувача;

• системи реального часу (QNX, RT/11) - використовуються в основному для управління різними технічними об'єктами: верстат, супутник тощо. У всіх цих випадках існує мінімально допустимий час для опрацювання сигналів зовнішніх подій. Критеріями ефективності системи реального часу є її реактивність, тобто час реакції на подію. Особливістю реалізації багатозадачності у цих системах є наявність фіксованого набору наперед розроблених програм, а вибір програми на виконання здійснюються на основі аналізу поточного стану контрольованого об'єкта;

5) за кількістю одночасно працюючих користувачів ОС можна розділити на 2 групи: однокористувацькі та багатокористувацькі ОС. Багатокористувацькі ОС на відміну від однокористувацьких, передбачають захист інформації кожного користувача від несанкціонованого доступу інших користувачів.

мал.3. Класифікація за класом вирішуваним задач.