- •Системне програмнезабезпечення
- •Введение
- •1. Классификация программных продуктов
- •1.1. Основные понятия программного обеспечения
- •1.2. Характеристики программ. Защита программ
- •1.3. Классы программных продуктов
- •1. Структура системного программного обеспечения
- •1.5 Инструментарий технологии программирования
- •1.6 Характеристика пакетов прикладных программ
- •2. Обзор операционных систем пк
- •2.1. Назначение и функции операционной системы
- •2.2. Развитие операционных систем персональных эвм
- •Контрольные вопросы
- •Обзор возможностей операционных систем персональных эвм unix
- •Os/2 Warp
- •Microsoft Windows
- •Ос ручных и palmsize-компьютеров
2. Обзор операционных систем пк
2.1. Назначение и функции операционной системы
ПК выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п.
Эти операции используются для работы с любой программой, поэтому целесообразно из всего многообразия операций, выполняемых ПК, выделить типовые и реализовать их с помощью специализированных программ, которые следует принять в качестве стандартных средств, поставляемых вместе с аппаратной частью.
Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, входят в состав комплекса программ, называемого операционной системой.
Операционная система(ОС) – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
Функции операционной системы многообразны, постоянно расширяются за счет введения дополнительных программ и модификации старых.
Операционная система образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда.
Для работы с ОС необходимо владеть языком этой среды – совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом языка.
ОС выполняет следующие функции:
управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием;
управление выполнением программ;
организация хранения информации на внешних носителях;
взаимодействие пользователя с ПК (поддержка интерфейса пользователя).
Обычно ОС хранится на жестком диске, а при его отсутствии выделяется специальный гибкий диск, который называется системным диском. При включении компьютера ОС автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место.
ОС определяет общие правила запуска программ, управления данными и доступа к ресурсам компьютера.
ОС для ПК подразделяются на:
одно- имногозадачные(в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
одно- имногопользовательские(в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с ОС);
непереносимыеипереносимыена другие типы компьютеров;
несетевыеисетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.
2.2. Развитие операционных систем персональных эвм
За более чем 30-летнюю историю использования ПК сменилось несколько поколений ОС.
Наиболее широко распространенной и универсальной ОС для большинства типов ЭВМ в 1970-80 гг. являлась многозадачная и многопользовательская операционная система UNIX, разработанная компаниейBell Labs(одно из подразделений компанииAT&T). В настоящее времяUNIXиспользуется преимущественно в высокопроизводительных системах — серверах и мощных рабочих станциях.
Первой распространенной ОС для 8-разрядных ПК, основанных на микропроцессоре Intel 8080, стала в 70-е годы системаCP/M-80фирмыDigital Research.
Основной ОС компьютеров IBM PC и совместимых с ними, изначально основанных на микропроцессоре Intel 8088, а в дальнейшем — на последующих моделях микропроцессоров Intel, стала (с 1981 г.) 16-разрядная однозадачнаяMS-DOS(Microsoft Disk Operating System). Кстати,MS-DOSне была оригинальной разработкой компанииMicrosoft– она лишь доработала ОС под названиемQDOS, созданную компаниейSeattle Computer Products. Позднее появились клоны, совместимые с MS-DOS, такие, какPC-DOSфирмыIBM,DR-DOSфирмыDigital Research(впоследствии стала продуктом фирмыNovellпод маркойNovell DOS).
Попыткой уйти от стандарта MS-DOS была совместно разработанная фирмами MicrosoftиIBMоперационная системаOS/2(1987 г.). С 1990 г. фирмаMicrosoftотошла от разработки OS/2 и полностью сконцентрировалась на линии операционных системWindows. Многооконный интерфейсWindowsбыстро завоевал популярность во всем мире и фактически стал промышленным стандартом, а различные версии этой ОС установлены в настоящее время на подавляющем большинстве ПК.
Разработка графической оболочки Windowsдля ОСMS-DOSначалась в 1981 г. В 1985 г. была выпущенаWindows1.0, а позднее в 1987 г. –Windows 2.0, которые из-за отсутствия пользовательских приложений не получили широкого распространения. К концу 80-х годов такие приложения (текстовые процессоры, процессоры электронных таблиц, системы управления базами данных и др.) появились на рынке и сразу жеMicrosoftвыпускает системуWindows3.0(1990 г.). В 1992 г. выпускается версияWindows 3.1, которая как и практически идентичная ейWindows 3.11(1993 г.), работала только в стандартном и 386-м расширенном режимах. В 1993 г.Microsoftвыпускает систему для работы в одноранговых сетяхWindows for Workgroups 3.11.
В августе 1995 г. компания Microsoft выводит на рынок полноценную 32-разрядную многозадачную ОС Windows 95, обладающую рядом несомненных достоинств по сравнениюс MS-DOS. В состав этой ОС в качестве подсистемы была включенаMS-DOS 7.0, служащая для обеспечения совместимости с предыдущими версиями MS-DOS. ВWindows 95впервые был интегрирован программно-драйверный комплексDirectX, предоставляющий приложениямWindowsпрямой доступ к аппаратным устройствам ПК – звуковой плате, видеоплате и т.п. Другая система –ActiveMovie– обеспечивала поддержку воспроизведения различных мультимедийных файлов. Windows 95могла автоматически распознавать большое количество комплектующих и обладала развитым механизмом настройки и конфигурации.
Летом 1996 г. свет увидела версия Windows 95OSR2(OES Service Release), предназначенная только для поставки вместе с готовыми компьютерами, в которой были исправлены многие ошибки предшествующей версии. Однако основным прорывом явился переход к более совершенной файловой системе –FAT32, позволяющей сэкономить место на диске.
На смену этой системы в 1998 г. приходит Windows 98, основное отличие которой отWindows 95состояло в тесной интеграции с Интернетом: в новой ОС была окончательно стерта разница меж ирной паутины (WWW–World Wide Web) – основным средством работы с информационными объектами становится Проводник (Explorer). Расширились и возможности управления интерфейсом
Последней ОС с использованием DOS-ядра в линейке систем Windows 9xявилась система для пользователей домашних ПК –Windows Millennium Edition (Windows Me), появившаяся в продаже в сентябре 2000 г. Нововведением стали: усовершенствованный браузерInternet Explorer 5.5, расширенный пакет драйверовDirectX 7.1, универсальный проигрывательMicrosoft Media Player, поддержка цифровых устройств ввода (фото- и видеокамер, сканеров). Серьезные изменения претерпела система безопасности самой ОС – в составWindows Meвошел ряд новых инструментов обеспечения сохранности конфигурации и системных файлов.
Многозадачные 32-разрядные ОС на базе ядра NT(New Technology), обеспечивающего повышенную надежность, появились в 1993 г.:Windows NT WorkstationиWindows NT Server. Эти ОС были ориентированы на корпоративных пользователей, работали в расширенном режиме и могли поддерживать несколько параллельно работающих микропроцессоров (МП).
Логическим продолжением Windows NTсталаWindows 2000— многозадачная ОС, способная поддерживать до 32 параллельно работающих МП и ориентированная, прежде всего, на работу с бизнес-приложениями. Официальный выпуск «коробочной» версии состоялся в феврале 2000 г. ОС выпускалась в следующих вариантах —универсальном(Windows 2000 Professional) исерверных(Windows 2000 Server,Advanced ServerиDataCenter Server). Унаследовав защищенность, отличные сетевые возможности и сервисыNT,Windows 2000стала удобней и дружественней пользователю.
В феврале 2001 г. была представлена Windows XP– ОС, известная какWhistlerв период разработки (символыXPявляются сокращением от англ.eXPerience—опыт), обладающая повышенной защищенностью, вытесняющей многозадачностью, интегрируемостью с Интернетом и т.д. Под именемWindows XPмиру была явлена целая линейка ОС: корпоративныеWindows XP иServerWindows XP Professional, и «домашняя»Windows XP Home. Внутреннее устройство новой версии Windows не претерпело значительных изменений со времен Windows 2000, однако появилось ряд нововведений – встроенная система распознавания голосовых команд, переход к поддержке 64-разрядных приложений, широкая возможность настройки пользовательского интерфейса, поддержка записиCD-R/RWна уровне самой ОС и др.
В конце 2002 г. Билл Гейтс заявил, что все силы компании Microsoftбудут брошены не на шлифовку рюшечек, а на обеспечение стабильности и безопасности своих продуктов. И первым продуктом, созданным в соответствии с этим принципом, стала ОСWindows Server 2003– серверная, 64-разрядная, многозадачная ОС, способная централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, появившаяся на рынке в начале 2004 г. ПК, оснащенный такой ОС, может выступать в качестве файлового сервера и сервера печати; веб-сервера и веб-сервера приложений; почтового сервера; сервера терминалов; сервера удаленного доступа/сервера виртуальной частной сети (VPN); сервера службы каталогов, системы доменных имен (DNS), сервера протокола динамической настройки узлов (DHCP) и службыWindows Internet Naming Service(WINS); сервера потокового мультимедиа-вещания.
Семейство Windows Server 2003включает следующие варианты:Standard Edition(сетевая ОС для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации),Enterprise Edition(ОС, удовлетворяющая общим ИТ-требованиям предприятий любого размера и обеспечивающая работу любых приложений, веб-служб и инфраструктур),Datacenter Edition(ОС для ответственных бизнес-приложений и для приложений, используемых в решении важнейших задач, требующих масштабируемости и доступности высокого уровня) иWeb Edition(ОС, предназначенный для использования в качестве веб-сервера).
64-разрядные версии Windows Server 2003 Enterprise EditionиWindows Server 2003 Datacenter Editionмогут использоваться только в системах на базе 64-разрядных МПIntelItanium. Они не могут быть установлены на компьютеры с 32-разрядными процессорами.
В конце 2002 г. Microsoftначала работу над новой ОС, названнойWindows Longhorn, бета-версии которой появились во второй половине 2004 г. В 2005 г. компания объявила, что коммерческая версия появится в 2006 г. под торговой маркойWindows Vista. Революционным новшеством является поддержка новой файловой системыWinFS, имеющей больше сходства с классической базой данных. А это значит, что традиционная древообразная структура папок уходит в историю – при работе сVistaбудет совершенно безразлично, где именно на диске расположен файл. Его можно найти с помощью усовершенствованного поискового механизма, работающего на основе стандартных для баз данных запросов. На смену папкам с фиксированным набором файлов приходят «виртуальные» папки, объединяющие файлы на основе выбранных пользователем критериев. При таком подходе поиск файлов и открытие папки на деле станет обозначать одну и ту же операцию. Примерно так же организован Интернет и его поисковые системы: пользователю совершенно безразлично, что нужные документы могут быть разбросаны по всему свету. Главное – в случае необходимости их всегда можно вызвать с помощью поисковиков.
Другим ключевым нововведением Vistaявляется улучшенная система защиты под названиемPalladium, которая берет на себя функции брандмауэра, системы шифрования информации, почтового фильтра и антивируса.
Новая ОС по-настоящему интернациональна: превратить Vistaиз англоязычной в украиноязычную (или на любой другой язык) можно с помощью специального языкового пакета.
И наконец, изменился интерфейс. Он стал истинно трехмерным благодаря использованию 3D-технологий.
Сравнительные характеристики современных операционных систем персональных компьютеров приведены в табл. 1.
Обзор альтернативных ОС для персональных компьютеров приведен в приложении 1.
Таблица 1. Сравнение современных операционных систем персональных компьютеров
Функции ОС |
MS-DOS |
MacOS |
MacOS X |
UNIX |
Win 9.x/ME |
Win NT/2000 |
Win XP |
Win 2003 Server |
NetWare | ||||||||
Управление внешними устройствами | |||||||||||||||||
Режимы работы |
|
клиент, (сервер) |
клиент/сервер |
клиент/сервер |
клиент, (сервер) |
клиент/сервер |
клиент/сервер |
|
(клиент), сервер | ||||||||
Файловая система |
|
HFS, HFS+ |
HFS+, (UFS) |
NFS |
FAT32 |
NTFS (FAT32) |
NTFS |
|
NSS | ||||||||
owner (владелец) |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
признак | ||||||||
group (группа) |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
много |
много |
|
много | ||||||||
Управление прикладными программами | |||||||||||||||||
Устойчивость ОС |
|
хорошая |
высокая |
высокая |
низкая |
хорошая |
хорошая |
|
высокая | ||||||||
Переустановка ОС |
|
быстро |
легко, долго |
сложно, долго |
долго |
сложно, долго |
сложно, долго |
|
сложно, долго | ||||||||
Связь документа с программой |
|
Type/Creator |
T/C, расширения |
расширения |
расширения |
расширения |
расширения |
|
расширения | ||||||||
Организация памяти |
|
сквозное |
сквозное |
платф-завис. |
страничное |
страничное |
страничное |
|
защищ. кольца | ||||||||
Многозадачность |
|
переключатель |
вытесняющая |
вытесняющая |
переключатель |
вытесняющая |
вытесняющая |
|
невытесняющая | ||||||||
Программная совместимость | |||||||||||||||||
Mac-classic |
|
+ |
Carbon |
- |
эмулятор (68k) |
эмулятор (68k) |
эмулятор (68k) |
|
- | ||||||||
PC (DOS, Win 9.x, Win NT/2000/XP) |
|
эмулятор |
эмулятор |
эмулятор |
+ |
+ |
+ |
|
- | ||||||||
UNIX |
|
- |
Darwin (BSD) |
+ |
эмулятор (-) |
эмулятор |
эмулятор |
|
- | ||||||||
Интерфейс пользователя | |||||||||||||||||
виды интерфейса |
|
графический |
граф/терминал |
терминал/ Х |
графический |
графический |
графический |
|
консоль/Java | ||||||||
Совместимость данных | |||||||||||||||||
коды |
|
Mac (Cyr) |
Mac(Cyr), utf16 |
koi-8r, utf-16 |
windows-1251 |
ISO-8859-5 |
utf-8, 16 |
|
utf-16 | ||||||||
рус. шрифты |
|
CY |
CY |
ru |
Cyr |
Cyr |
Cyr |
|
ru | ||||||||
графика |
|
PICT |
PS, PDF |
|
bmp, wmf |
bmp, wmf |
bmp, wmf |
|
- | ||||||||
видео |
|
QuickTime |
QuickTime |
|
DivX, QuickTime, MediaPlayer |
|
- | ||||||||||
аудио |
|
QuickTime |
QuickTime |
|
разные |
|
разные | ||||||||||
Базы Данных |
|
SQL, ODBC, JDBC | |||||||||||||||
HTML, XML |
|
| |||||||||||||||
Требования к аппаратной части ПК | |||||||||||||||||
Разрядность |
16 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32-64 |
32-64 |
32-64 |
| ||||||||
Тип процессора минимальный рекомендуемый |
8088 80386 |
|
|
|
80486 не ниже Р1 |
Р1 не ниже Р3 |
Р2 не ниже Р3 |
Р3 Р4 |
| ||||||||
Частота процессора: минимальная рекомендуемая |
|
|
|
|
|
133 Мгц |
233 МГц не менее 300 МГц |
133-733 МГц 500-737 МГц |
| ||||||||
Объем оперативной памяти: минимальный рекомендуемый максимальный |
512 байт 4 Мбайта |
|
|
|
8 Мбайт 16 Мбайт |
64 Мбайта 128-256 Мбайт 4 Гбайта |
64 Мбайта 128 Мбайт 4 Гбайт |
128-512 Мбайт 256-1024 Мбайт 4-512 Гбайт |
| ||||||||
Поддержка нескольких процессоров |
1 |
|
|
|
1 |
1-8 |
1-2 |
2-32 |
| ||||||||
Пространство на жестком диске для установки |
120 Мбайт |
|
|
|
200-540 Мбайт |
1-2 Гбайта |
1,5 Гбайта |
1,5-2 Гбайта |
|
ВЫВОДЫ
Программа– четкая, подробная и упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи. Процесс ее создания представляется как последовательность этапов постановки задачи, ее алгоритмизации и программирования.
Основными характеристиками программявляются: алгоритмическая сложность, состав и глубина проработки реализованных функций обработки, полнота и системность функций обработки, объем файлов программ, требования к операционной системе и техническим средствам обработки со стороны программного средства, объем дисковой памяти, размер оперативной памяти для запуска программ, тип процессора, версия операционной системы, стоимость и др.
Для поддержки информационной технологии выделяются три класса программных продуктов: системное программное обеспечение(совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ),пакеты прикладных программ(комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области) иинструментарий технологии программирования(совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов).
Операционная система– совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
ОС для ПК подразделяются на одно- и многозадачные, одно- и многопользовательские, непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров, несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.