20 Понятие и классификация программного обеспечения.
Одним из основополагающих принципов построения и работы ЭВМ (от первых, до современных) является принцип программного управления: последовательность действий ЭВМ определяется заранее заданной программой.
Программа − это предписание, указывающее, какие операции, над какими данными и в каком порядке ЭВМ должна выполнить.
Можно сформулировать и так: программа − это полная и подробная последовательность инструкций на понятном ЭВМ языке, предписывающая, как нужно обрабатывать данные.
Т.к. ЭВМ является универсальным устройством, то ей для работы нужна не одна, а множество различных программ − программное обеспечение ЭВМ.
Программное обеспечение (ПО) − это совокупность программ и сопровождающих их документов, предназначенных для эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.
Программное обеспечение в совокупности с аппаратными (техническими) средствами составляют вычислительную систему.
Свойства ПО:
ПО обеспечивает «полезность» вычислительной системы для пользователя;
ПО обеспечивает универсальность вычислительной системы;
ПО является посредником между аппаратными средствами и пользователем;
ПО более гибкая, изменчивая компонента вычислительной системы по сравнению с аппаратными средствами (см. английское название компонентов: hardware − твердый, жесткий ресурс; software − мягкий, гибкий ресурс), т.е. при изменении задачи пользователя или аппаратной части вычислительной системы именно ПО выступает как основное средство их адаптации.
ПО ЭВМ прежде всего классифицируют по предназначению, выделяя:
Системное ПО − предназначено для эксплуатации и технического обслуживания ЭВМ, для организации вычислительного процесса.
Прикладное ПО − предназначено для решения задач пользователя в конкретной предметной области (от развлекательных игр и творческих задач до сложных научных и производственных проблем).
Инструментальное ПО − предназначено для автоматизации разработки и отладки новых программ.
ПО ЭВМ функционирует на нескольких связанных между собой уровнях, образуя иерархию ПО, в которой каждый последующий уровень базируется на ПО предшествующих уровней и расширяет функции вычислительной системы:
Самый низкий уровень в иерархии ПО занимает базовое ПО − BIOS (Basic Input/Output System) − базовая система ввода-вывода. BIOS предназначена для управления базовыми аппаратными компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой частью ПЗУ и поэтому может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимая промежуточное место между аппаратными средствами и ПО.
21 Системное по: операционные системы.
Операционная система − это комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ и процессами, которые используют эти ресурсы, а также для организации взаимодействия пользователя с ЭВМ.
Под ресурсом понимается любой логический, программный или аппаратный компонент ЭВМ, а под процессом − программа в момент ее выполнения.
Существует множество видов операционных систем, однако любая операционная система (ОС) обеспечивает 3 основных вида интерфейсов (взаимодействий):
аппаратно-программный интерфейс;
программный интерфейс;
пользовательский интерфейс.
Первые два вида интерфейсов определяют эффективность работы вычислительной системы, а последний − эффективность и удобство работы пользователя с вычислительной системой.
ОС классифицируют по нескольким признакам:
По числу пользователей, одновременно работающих с вычислительной системой:
однопользовательские ОС;
многопользовательские ОС.
По числу процессоров в составе вычислительной системы:
однопроцессорные ОС;
многопроцессорные ОС.
По числу параллельно выполняемых задач:
однозадачные ОС;
многозадачные ОС.
По аппаратной платформе:
локальные ОС;
сетевые ОС.
По типу пользовательского интерфейса:
командные ОС;
графические ОС.
По режиму работы:
ОС с пакетным режимом;
ОС с диалоговым режимом;
системы реального времени.
Основные функции ОС персонального компьютера (ПК):
Автоматический запуск (загрузка) ПК.
Управление аппаратными компонентами ПК.
Драйвер устройства − это программа, управляющая работой данного устройства. Различают:
внутренние (резидентные) драйверы;
внешние (загружаемые) драйверы.
Внутренние драйверы входят в состав ядра ОС и служат для управления стандартными устройствами в штатном режиме их работы. Внешние драйверы хранятся во внешней памяти ПК и загружаются при необходимости управления:
дополнительными внешними устройствами (например, графопостроителем, сканером и др.);
стандартными устройствами, работающими в нештатном режиме (например, нерусифицированная клавиатура);
стандартными устройствами, которые по каким-либо техническим параметрам отличаются от предусмотренных.
Загрузка внешних драйверов может осуществляться пользователем вручную, либо автоматически при загрузке ПК − если имя файла драйвера указано в файле конфигурации ОС.
Управление программами (программными приложениями).
ОС обеспечивает:
установку (инсталляцию) приложений, т.е. «привязку» приложения к существующей аппаратно-программной среде и настройку приложения на работу в этой среде;
выполнение приложения;
удаление (деинсталляцию) приложения.
Организация взаимодействия пользователя с ПК.
Различают 2 типа пользовательского интерфейса: командный и графический. Для работы в среде командной ОС пользователь вводит с клавиатуры команды, определяющие действия ОС. Управление в среде графической ОС осуществляется через активные и пассивные графические элементы. Активным элементом управления является указатель манипулятора мышь (курсор мыши); пассивными − окна, ярлыки, меню, панели инструментов, кнопки управления, переключатели, флажки, списки и др.
Современные ОС обеспечивают диалоговый режим работы, заключающийся в способности ОС реагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих элементов (или команд). Такой режим основан на системе прерываний. Прерывание − это приостановка выполнения текущей программы, т.е. принудительная передача управления от выполняемой программы к ОС. Каждое прерывание имеет свой номер, согласно которому ОС вызывает программу обработки прерывания.
Организация файловой системы ПК.
Файловая система − это система хранения данных на внешних запоминающих устройствах (ЗУ). Файловая система является абстрактным механизмом ввода-вывода данных, который ОС предоставляет пользователю. Пользователю не нужно знать специфику физического размещения данных на внешних ЗУ (поверхность, дорожка, сектор, кластер и др.). Он оперирует абстрактными понятиями: файл, каталог (папка), корневой и активный (текущий, рабочий) каталог, имя файла (абсолютное и относительное), расширение файла, атрибуты файла, дерево каталогов и др.
Файл − это последовательность однотипных данных, размещенная на внешнем ЗУ, рассматриваемая в процессе пересылки и обработки как единое целое и доступная по имени. Другими словами, файл − это поименованная область на внешнем носителе.
Каталог (папка, директория) − это специальный файл, который содержит в себе сведения о зарегистрированных в нем объектах файловой системы (файлах и подкаталогах).