Системное программное обеспечение

 

Содержание лекции:

- системное программное обеспечение; понятие операционных систем, их классификация; программные оболочки; служебные программы.

 

Цель лекции:

 - изучить основные системные программы и их назначение.

 

Программное обеспечение - это совокупность программ,  позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Согласно современным тенденциям программное обеспечение классифицируется как системное (общее) и прикладное (специальное).

К системному про­граммному обеспечению относятся: операционные системы и их пользовательский интерфейс; инструментальные программные средства; системы технического и сервисного обслуживания.

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобстввиртуальной машины и повышение эф­фективности использования компьютера при рациональном уп­равлении его ресурсами. ОС скрывает от пользователя особенности физического рас­положения информации на дисках и осуществляет обработку прерываний, управление таймерами и оперативной памятью. В результате пользователю пре­доставляется виртуальная машина, реализующая работу на логическом уровне. К современным операционным системам предъявляются сле­дующие требования: совместимость, переносимость, надежность и отказоустойчивость,  безопасность, расширяемость,производительность.

В настоящее время существуют различные классификации операционных систем:

1) по числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадач­ные (OS/2, UNIX, Windows). Многозадачность бы­вает невытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняю­щая (Windows NT, OS/2, UNIX). В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС;

2) по числу одновременно работающих пользователей ОС де­лятся на однопользовательские (MS DOS, WindowsЗх, ранние версии OS/2) имногопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользовательских системах присутствуют средства за­щиты информации пользователей от несанкционированного до­ступа;

3) в сетевых ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов переда­чи данных;

4) по аппаратной платформе: кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппарат­ной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы перепи­сываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке С, и перекомпилируется при переходе на другую платформу.

В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс операционных систем ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство UNIX, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

UNIX - многопользовательская, многозадачная операционная система, кото-рая включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высо-кую мобильность и легкую переноси­мость прикладных программ на компьютеры различной архитек­туры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (то есть система особенно эффектив­на для специалистов - прикладных программистов). Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкциониро-ванного доступа; реализация многозадачной обра­ботки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке С.

Недостатком системы UNIX является большая ресурсоемкость, которая для неболь­ших однопользовательских систем на базе персональных компь­ютеров чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы, прежде всего, на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объеди­няющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важней­шее значение имеет машинонезависимость операционной системы.

Операционная система MS DOS широко использовалась для персональных ком­пьютеров, построенных на базе процессоров Intel 8088-80486. В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется. Однако ее не следует считать полностью исчерпавшей свои возможности и потерявшей актуальность. Низкие требования к аппаратным ресурсам оставляют DOS перспективной для практического использования. Так, в 1997 г. компания Caldera начала работы по адаптации  DR DOS (аналог MS DOS) к рынку встроенных операционных систем для мелких высокоточных устройств (кассовые аппараты, факсы, персональные цифровые ассистенты, электронные запис­ные книжки), присоединяемых к Интернету и интранет-сетям.

Операционные системы Windows - это семейство операци­онных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, которые называлисьоперационными обо­лочками (поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно), Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME, Windows XP,Windows 2003.

Операционная система Windows 95 характеризуется простотой инсталляции, невысо­ким уровнем защиты данных и устойчивости к сбоям прило­жений, обладает интуитивно понятным интерфей­сом, поддерживает технологию plug-and-play, содержит встроен­ные средства для сетевой работы.

Операционная система Windows 98 является развитием Windows 95. Эта версия тесно интегрирована с Web-браузером Internet Explorer и содержит большое количество драйверов к старым и новым устройствам. Пользо­ватели отмечают упрощенный процесс инсталляции ОС, пони­женные по сравнению с NTтребования к мощности процессора, объему памяти и дисковому пространству.

Одной из разновидностей Windows является ОС Windows СЕ. Эта линия ОС предназначена для использования на портатив­ных компьютерах. Операционная система Windows СЕ представляет собой 32-разрядную объектно-ориентированную многозадачную ОС, имеет встроен­ные функции энергосбережения. ВерсияWindows СЕ 3.0 (2000) по своим возможностям приближается к системам реального вре­мени. Основная часть этой компактной ОС записана в перепрог­раммируемое ПЗУ портативных компьютеров.

Операционная система Windows NT 5.0 или Windows 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью, улучшенной реализацией работы с памятью и изначально проектировалась со средствами обеспечения надежности, защиты и управления. Windows 2000 выпускается в четырех вариантах: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server и Windows 2000 Data Center Server. Эти версии отличаются количеством входящих в поставку служб и программ, степенью поддержки аппаратного обеспечения.

Операционная система OS/2 (Operating System/2) является многозадачной однопользовательской ОС, односторонне  программно совместимой с MS DOS(MS DOS → OS/2) и предназначенной для работы с микропроцессорами 80386 и выше (IBM PC и PS/2). Важными особенностями OS/2 является наличие многоокон­ного интерфейса пользователя; программных интерфейсов для работы с системой баз данных; эффективных программных ин­терфейсов для работы в локальных вычислительных сетях. К недостаткам OS/2 относится в первую очередь сравнительно не­большой объем программных приложений, наработанных к на­стоящему времени.

Операционная система Windows XP обладает большими возможностями, усовершенствованными программами и инструментальными средствами, которые включают улучшенные средства безопасности, позволяющие проверять состояние таких важных элементов безопасности компьютера как брандмауэр Windows, автоматическое обновление и антивирусные программы, а также новые технологии, действующие в фоновом режиме и обеспечивающие более эффективную и надежную работу компьютера. Windows XP является более надежной и стабильной, что обеспечивает высокую производительность и эффективность работы компьютера.

Программы, обеспечивающие интер­фейс ОС, сохраняют форму общения (диалог) пользователя с опе­рационной системой, но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в язык меню). Сервисные системы услов­но можно разделить на интерфейсные системы, оболочки опера­ционных систем иутилиты. Многие утилиты имеют развитый диалоговый интерфейс с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам.

Инстру­ментальные программные средства включают в свой состав средства написания программ - текстовые редакторы; средства преобразования программ в вид, пригодный для выполнения на компьютере - ассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, загруз­чики и редакторы связей, средства контроля и отладки про­грамм.

При загрузке ОС в память компьютера загружаются драйверы, а их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

С помощью диспетчеров файлов (файловых менеджеров) выполняется большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры ОС: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства, предназначенные для этой цели, обычно входят в состав программ системного уровня и устанавливаются вместе с ОС. Но для удобства работы с компьютером устанавливаются дополнительные служебные программы:

1) средства сжатия данных – архиваторы;

2) средства просмотра и воспроизведения, предназначенные только для просмотра без редактирования документов разных типов;

3) средства диагностики, предназначенные для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения и используемые для оптимизации работы компьютерной систем;

4) средства контроля (мониторинга), позволяющие следить за процессами в компьютерной системе. При этом возможны два подхода:

     а) наблюдение в реальном режиме времени;

     б) контроль за записью результатов в специальном протокольном файле.

 5) мониторы установки, используемые для отслеживания состояния и изменения программной среды, протоколирования образования новых связей и восстановления связей, утраченных в результате удаления ранее установленных программ;

6) средства коммуникации (коммуникационные программы), выполняющие функции работы в сети, с электронной почтой, установки соединений с удаленными компьютерами, пересылки факсимильных сообщений;

7) средства обеспечения компьютерной безопасности:

      а) средства активной и пассивной защиты данных от повреждения;

б) средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменений данных, основанные на криптографии.

Дополнительную информацию по теме можно получить в [1, 2, 5, 9, 10, 35-43].

 

ЛЕКЦИЯ № 5