Разд. 1. Операционные системы и среды
Введение. Цель и задачи курса
Целью освоения дисциплины «Системное программное обеспечение» является формирование профессиональных компетенций, необходимых для реализации технологической деятельности:
ПК-15, навыков использования операционных систем, сетевых технологий, средств разработки программного интерфейса, применения языков и методов формальных спецификаций, систем управления базами данных;
ПК-16, навыков использования различных технологий разработки программного обеспечения.
Основными задачами преподавания дисциплины являются приобретение в рамках освоения теоретического материала знаний, умений и навыков, характеризующих определенный уровень сформированности целевых компетенций, обеспечивающих изучение основ системного программного обеспечения, а также изучение базовых алгоритмов и структур данных операционных систем и применения языков и методов формальных спецификаций.
Основной задачей преподавания дисциплины в области теоретической деятельности выпускников является получение знаний:
основополагающих понятий теории и практики построения операционных систем;
взаимодействия аппаратных и программных средств на различных уровнях;
внутреннего интерфейса современных операционных систем;
основных управляющих структур данных операционных систем;
элементов формальных грамматик и методов компиляции.
Тема 1.1. Структура программного обеспечения вычислительной системы
Состав системного программного обеспечения (СПО)
В состав СПО входят:
Операционные системы (ОС).
Системы управления файлами.
Виртуальные машины.
Системы программирования.
Утилиты.
Тема 1.2 Назначение, функции и структура операционной системы
Назначение и функции ОС
ОС – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, выступающий с одной стороны как интерфейс между пользователем и аппаратурой компьютера, с другой стороны как средство для управления ресурсами компьютера и организации надёжных вычислений.
Пользовательский
интерфейс операционной среды
Рисунок 1-1 – Взаимодействие пользователя, ОС и аппаратуры
Взаимодействие с пользователем.
Управление ресурсами ПК.
Функции ОС
Управление временем ЦП (управление задачами).
Управление памятью.
Управление устройствами.
Управление информацией, хранящейся на внешних устройствах.
Поддержка диалога с пользователем.
Создание интерфейсов – пользовательского интерфейса операционной среды и программного интерфейса приложений.
Защита ресурсов ПК.
Пользовательский интерфейс операционной среды реализован в виде интерфейса командной строки или виде графического интерфейса пользователя (GUI). Возможности интерфейса командной строки шире возможностей GUI, интерфейс GUI интуитивно более понятный и поэтому широко используется непрофессионалами. Интерфейс командной строки используется администраторами локальной сети и администраторами баз данных.
Состав ОС
Ядро, которое управляет временем ЦП и памятью.
Файловая система управляет информацией на внешних устройствах.
Драйверы – управляют устройствами.
Утилиты. Проверка оборудования, системный мониторинг, обслуживание устройств.
Для управления процессами в реальном масштабе времени используют, как правило, ОС реального времени. Системы реального времени – это информационные системы, получающие информацию с датчиков физических величин, установленных на объекте управления и выдающие результаты обработки оператору и (или) на устройства управления объектом.
В некоторых системах управления или информационных системах могут использоваться ОС на базе Windows или Unix c дополнительными модулями. Модули обеспечивают предсказуемость времени выполнения тех задач, которые должны выполняться в заданное время - Т зад. > Т – за счёт ухудшения характеристик выполнения остальных задач.