Програмне забезпечення еом
Програмне забезпечення (ПЗ, software) – разом з АЗ являє собою важливу складову інформаційних технологій, що складається з комп'ютерних програм та даних, призначених для вирішення певного кола задач, які зберігаються на носіях.
Склад ПЗ обчислювальної системи називають її програмною конфігурацією.
Між програмами, що утворюють певну програмну конфігурацію, як правило, існує функцональний взаємозв'язок ієрархічного типу – деякі програми функціонують, спираючись на програми нижчого рівня та слугують фундаментом для функціонування програм вищого рівня. Таке функціонування забезпечується т.зв. міжпрограмним інтерфейсом, завдяки якому деяка програма може звернутись до програми нижчого рівня з вимогою виконати певні дії, або виконати аналогічну вимогу програми вищого рівня.
Класифікація пз
Ідея одного з поширених підходів до класифікації ПЗ полягає у поділі всіх програм за їх функціональністю на такі групи:
Базове ПЗ;
Системне ПЗ;
Прикладне ПЗ.
Характерним при такому підході до класифікації ПЗ є той факт, що кожна з окреслених груп відноситься до окремого з рівнів ПЗ. Порядок завантаження ПЗ при ввімкненні живлення ЕОМ так само поступовий: спочатку завантажується базове ПЗ, яке завантажує частину програм системного рівня (операційну систему та драйвери), а прикладне ПЗ та деякі системні програми можуть завантажуватись як атоматично, так і вручну.
Базове ПЗ – представляє собою найнижчий рівень ПЗ і призначене для керування базовими апаратними засобами ЕОМ. Базове ПЗ зберігається, як правило, в енергонезалежній пам'яті, розташованій безпосередньо на апаратних засобах.
У якості прикладу базового ПЗ розглянемо BIOS (Basic Input-Output System, базова система вводу-виводу) – базове ПЗ, призначене для ізоляції вищіх рівнів ПЗ від подробиць реалізації апаратних засобів ЕОМ та специфічних особливостей програмного керування ними. Системна (основна) BIOS зберігається в мікросхемах пам'яті, розташованих на системній платі; на картах розширення можуть знаходитись додаткові модулі BIOS, що забезпечують функціонуванния цих карт.
Так, BIOS забезпечує:
Ініціалізацію та початкове тестування апаратних засобів ЕОМ при її ввімкненні (програма ініціалізації POST (Power On Self Test – самотестування при ввімкненні));
Можливість налаштування апаратних засобів ЕОМ (за допомогою утиліти CMOS Setup, що, як правило, має інтерфейс у вигляді меню);
Початкове завантаження операційної системи за умови проходження тесту POST (виконання стандартної процедури початкового завантаження – Bootstrap Loader);
Керування ключовими стандартними присторями ЕОМ шляхом виконання низькорівневих дій, таких, як, наприклад, ввід символа з клавіатури, вивод символа на екран чи на принтер, зчитування-запис сектора на диску тощо.
Системне ПЗ – ПЗ, відповідальне за створення умов для завантаження програм службового та прикладного рівнів і забезпечення їх функціонування. З цією метою системне ПЗ виконує наступні функції:
здійснює загальне управління роботою ЕОМ;
керує обчислювальними процесами та розподілом ресурсів ЕОМ;
забезпечує взаємодію користувача з ПЗ ЕОМ;
забезпечує доступ до периферійних пристроїв;
виконують дій сервісного характеру.
У складі системного ПЗ можна виділити такі види програм:
операційні системи (ОС);
драйвери пристроїв;
утиліти.
ОС – це комплекс комп'ютерних програм, що забезпечують перші три з розглянутих вище функцій.
При ввімкненні живлення першою до оперативної пам'яті ЕОМ завантажується ОС, яка власне і забезпечує можливість подальшого завантаження решти ПЗ і слугує платформою та середовищем для їх роботи.
ОС розроблялись не як самоціль, а як засіб, існування якого призводить до відносного спрощення прикладного ПЗ та полегшення роботи програмістів при його створенні; насправді розробляються та створюються ЕОМ для використання саме прикладного ПЗ. Якби не було б ОС, виділених у окремий рівень ПЗ, необхідність виконання їх функцій лягала би на кожну окрему прикладну програму. Враховуючи той факт, що, як правило, ОС набагато складніші за прикладне ПЗ, що працює під їх керуванням, можна лише уявляти, наскільки б були складними прикладні програми за умови відсутності ОС як класу.
Якщо на комп'ютері встановлена ОС, він готовий до встановлення решти програм системного ПЗ та прикладного ПЗ.
Драйвер (driver – водій) – програма, що містить процедури роботи з конкретним пристроєм ЕОМ. Драйвери призначені для надання іншим програмам (як правило, ОС) можливості доступу до певного апаратного засобу ЕОМ стандартним чином. З цією метою драйвери перетворюють стандартні команди, що надходять від інших програм, у команди, які розуміє даний пристрій і в такій спосіб реалізують ідеологію т.зв.«абстрагування від АЗ». З точки зору зовнішної програми, вона керує деяким віртуальним пристроєм, яке здатне виконувати стандартні команди, не вдаючись до тонкощів апаратної реалізації реального пристрою.
Необхідність виділення драйверів у окремі програмні модулі є цілком очевидною. Пристрій певного призначення (наприклад, принтер) може мати різноманітні реалізації (від струменевих до сучасних кольорових лазерних принтерів); якби б не було драйверів, то для універсалізації деякої програми, що повинна забезпечувати можливість виводу даних на паперові носії, до її складу повинна була б входити велика кількість апаратно-залежних процедур, які б забезпечували можливість друку даних на всіх випущених на даний час моделях принтерів. По-перше, це відбилось би на розмірі програми, а по-друге, вихід нових моделей принтерів вимагав би модернізації такої програми.
Драйвери створюють виробники АЗ ЕОМ, оскільки саме їм досконало відомі програмні моделі та особливості ефективної роботи з виробляємим апаратним продуктом.
В загальному випадку, для використання кожного апаратного модуля, що входить до складу ЕОМ, потрібен спеціалізований драйвер. До складу сучасних ОС, як правило, входять драйвери найбільш поширених пристроїв, завдяки цьому кількість спеціально встановлюваємих драйверів в системі вдається скоротити. Крім того, підтримку роботи ключових компонентів АЗ, без яких неможливе завантаження програм зі складу системного ПЗ, виконує базове ПЗ. Після завантаження ОС право керування такими пристроями може лишатись за базовим ПЗ, а може перекладатись на драйвери (керування пристроями за схемою “програма” → “драйвер”→ “пристрій”, як правило, ефективніше з точки зору продуктивності, ніж за схемою “програма” → “BIOS”→ “пристрій”).
Утиліти (сервісні програми) – програми, призначені для вирішення задач неприкладного, сервісного характеру:
розширення функціональності системного та прикладного ПЗ;
“тонкого” (розширеного) настроювання системи;
забезпечення комп'ютерної безпеки;
збору статичної інформації про АЗ та ПЗ системи;
тестування (діагностування) АЗ та ПЗ системи;
моніторингу та контролю за запущеними у системі процесами тощо.
Прикладне ПЗ – ПЗ, призначене для створення користувачем документів з даними та для подальшої роботи з ними (редагування, форматування тощо.
Саме можливість завантаження довільного ПЗ у поєднанні з необмеженим асортиментом під'єднуваних пристроїв і дозволяє вважати ЕОМ універсальним інструментом з необмеженими можливостями