3.2. Структура системного по

Операционные системы

Операционной системой (ОС) называют комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами вычислительной системы (ВС) и процессами, использующими эти ресурсы при вычислениях.

Под ресурсом понимают любой логический или физический компонент ВС и предоставляемые им возможности.

Управление ресурсами сводится к выполнению следующих функций:

• упрощению доступа к ресурсам;

• распределению ресурсов между конкурирующими за них процессами.

ОС классифицируются по следующим признакам:

1) по количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой:

• однопользовательские;

• многопользовательские;

2) по числу процессов, которые могут одновременно выполняться под управлением ОС:

• однозадачные;

• многозадачные;

3) по типу доступа пользователя к ВС:

• системы с пакетной обработкой, когда из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, который предъявляется ВС. В этом случае пользователи непосредственно с ОС не взаимодействуют. Данный тип ОС предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов ВС;

• системы разделения времени, обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) доступ к ВС нескольких пользователей через терминалы. Ресурсы ВС выделяются при этом каждому пользователю "по очереди" в соответствии с той или иной дисциплиной обслуживания;

• системы реального времени, которые должны обеспечивать гарантированное время ответа на внешние события;

4) по типу средств вычислительной техники, для управления ресурсами которых система предназначена:

• однопроцессорные, и многопроцессорные;

• сетевые и распределенные.

Сервисные системы

Сервисными называются системы, дополняющие и расширяющие пользовательский и программный интерфейсы ОС.

По функциональному назначению сервисные системы делят на:

• интерфейсные системы;

• оболочки;

• утилиты.

Интерфейсные системы, отвечают за взаимодействие с пользователем. Благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для него форме. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Оболочки ОС, модифицирующий только пользовательский интерфейс, повышая его уровень (главным образом за счет "меню" и использования функциональных клавиш), а также предоставляя дополнительные возможности. С помощью программ данного класса выполняется большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры: 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 функции обычно входят в состав программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой. Однако для повышения удобства работы с компьютером большинство пользователей устанавливают дополнительные служебные программы.

Утилиты (служебные программы) - автоматизируют работы по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением и предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки.

К служебным программам можно также отнести следующие программы:

Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение за счет того, что большие группы файлов и каталогов сводятся в один архивный файл. При этом повышается и эффективность использования носителя, поскольку архивные файлы обычно имеют повышенную плотность записи информации. Архиваторы часто используют для создания резервных копий ценных данных.

Средства просмотра и воспроизведения. Обычно для работы с файлами данных необходимо загрузить их в "родительскую" прикладную систему, с помощью которой они были созданы. Это дает возможность просматривать документы и вносить в них изменения. Но в тех случаях, когда требуется только просмотр без редактирования, удобно использовать более простые и более универсальные средства, позволяющие просматривать документы разных типов.

Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Они выполняют необходимые проверку и выдают собранную информацию в удобном и наглядном виде. Их используют не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы.

Средства контроля (мониторинга). Программные средства контроля иногда называют мониторами. Они позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. При этом возможны два подхода: наблюдение в реальном режиме времени или контроль с записью результатов в специальном протокольном файле. Первый подход обычно используют при изыскании путей для оптимизации работы вычислительной системы и повышения ее эффективности. Второй подход используют в тех случаях, когда мониторинг выполняется автоматически и (или) дистанционно. В последнем случае результаты мониторинга можно передать удаленной службе технической поддержки для установления причин конфликтов в работе программного и аппаратного обеспечения. Средства мониторинга, работающие в режиме реального времени, особенно полезны для теоретического изучения приемов работы с компьютером, поскольку позволяют отображать те процессы, которые обычно скрыты от глаз пользователя.

Средства установки. Программы этой категории предназначены для контроля программного обеспечения. Необходимость в данном программном обеспечении связана с тем, что между различными категориями программ могут устанавливаться связи. Вертикальные связи (между уровнями) являются необходимым условием функционирования всех компьютеров. Горизонтальные связи характерны для компьютеров, работающих с операционными системами, поддерживающими принцип совместного использования одних и тех средств разными программными средствами. И в тех и в других случаях при удалении программного обеспечения могут происходить нарушение работоспособности прочих программ. Программы установки следят за состоянием и изменением окружающей программ, отслеживают и протоколируют образование новых связей и позволяют настраивать связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ. Средства управления установкой и удалением программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, однако они редко бывают достаточны. Поэтому в вычислительных системах, требующих повышенной надежности, используют дополнительные программные средства.

Средства коммуникации (коммуникационные программы). С появлением электронной связи и компьютерных сетей программы этого класса приобрели очень большое значение. Они позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютером, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями (группами новостей), обеспечивают пересылку факсимильных сообщений и выполняют множество других операций в компьютерных сетях.

Средства обеспечения компьютерной безопасности. К этой весьма широкой категории относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. В качестве средств пассивной защиты используют служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Нередко они обладают и базовыми свойствами диспетчеров архивов (архиваторов). В качестве средств активной защиты используют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения служат специальные системы, основанные на криптографии.

Средства электронной цифровой подписи (ЭЦП). Эти средства являются необходимым компонентом для функционирования электронных систем делопроизводства, электронных банковских систем, электронных платежных систем и всей ИШ электронной коммерции. С помощью программ этого класса производится создание ключей электронной подписи, публикация и сертификация открытых ключей, идентификация партнеров по связи, аутентификация подлинности полученных электронных документов, взаиморасчеты в Интернете.

Инструментальные системы

Инструментальной системой будем называть совокупность программного продукта, обеспечивающего разработку информационно-программного обеспечения, и формальных языков, поддерживаемых этим продуктом.

Языком программирования называют систему обозначений, служащую в целях точного описания алгоритмов для вычислительной системы или по крайней мере достаточную для автоматического нахождения такого алгоритма. Эти языки являются искусственными языками со строго определенным синтаксисом.