Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Состав системного программного обеспечения





 

Программное обеспечение компьютера – это совокупность программ, процедур, инструкций, а так же связанной с ними технической документацией, позволяющих использовать ЭВМ для решения поставленных задач.

Программное обеспечение призвано:

- обеспечить работоспособность ЭВМ;

- обеспечить взаимодействие пользователя с ЭВМ;

- расширить ресурсы вычислительной системы;

- повысить эффективность используемых ресурсов;

- повысить производительность и качество труда пользователя.

Между отдельными программами математического или программного обеспечения (ПО) компьютерной системы, как и между ее узлами и блоками, существует тесная взаимосвязь. Такая взаимосвязь обеспечивается распределением ПО между несколькими взаимодействующими уровнями. Каждый вышележащий уровень, опираясь на программное обеспечение нижележащих уровней, повышает функциональность всей системы.

Взаимосвязь между уровнями и программами системного ПО можно представить с помощью схемы (рис. 3.1).

 

Рис. 3.1. Уровни и программы системного программного обеспечения

 

Базовое ПО в архитектуре компьютера занимает особое положение. С одной стороны, его можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, оно является одним из программных модулей операционной системы.

Основу системного ПО составляют программы, входящие в операционные системы (ОС) компьютеров. Задача таких программ — управление работой всех устройств компьютерной системы и организация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в компьютере во время выполнения программ. Сюда относятся и программы, обеспечивающие отображение информации на дисплее в удобном для пользователя виде, диалоговые программы для общения на ограниченном естественном языке, а также системы трансляции, переводящие на машинный язык программы, написанные на языках программирования.

Другой комплекс программ — служебные. Это различные сервисные программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера, — редакторы, отладчики, диагностические программы, архиваторы, программы для борьбы с вирусами и другие вспомогательные программы. Данные программы облегчают пользователю взаимодействие с компьютером. К ним примыкают программы, обеспечивающие работу компьютеров в сети. Они реализуют сетевые протоколы обмена информацией между машинами, работу с распределенными базами данных, телеобработку информации.

Вся совокупность программ, образующих ту программную среду, в которой работает компьютер и называется системным программным обеспечением. И чем богаче системное ПО, тем продуктивнее становится работа на компьютере.

Однако в программную среду, наряду с полезными, могут входить и программы, нарушающие ее работу. Это различные программы для несанкционированного доступа к данным и программам, компьютерные вирусы и другие программные средства, с помощью которых «взламывается» защита программной среды.

Рассмотрим более подробно программы, входящие в системное программное обеспечение компьютера.

Базовое программное обеспечение. Базовое ПО, или BIOS, представляет программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой составляющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимающих промежуточное положение между аппаратурой и программным обеспечением.

Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода. Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой. В последнее время ее назначение и функции значительно расширились.

Второй важной функцией BIOS является процедура тестирования (POST — Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера.

В процедуру тестирования входят:

- проверка работоспособности системы управления электропитанием;

- инициализация системных ресурсов и регистров микросхем;

- тестирование оперативной памяти;

- подключение клавиатуры;

- тестирование портов;

- инициализация контроллеров, определение и подключение жестких дисков.

В процессе инициализации и тестирования оборудования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в CMOS — специальной энергозависимой памяти, расположенной на системной плате. Хранение данных в CMOS поддерживается специальной батарейкой, а информация обновляется всякий раз при изменении каких-либо настроек BIOS. Именно эта память хранит последние сведения о системных компонентах, текущую дату и время, а также пароль на вход в BIOS или загрузку операционной системы (если он установлен). При выходе из строя, повреждении или удалении батарейки все данные в CMOS-памяти обнуляются.

Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров. Определив тип устройства загрузки, BIOS приступает к поиску программы — загрузчика ОС на носителе или переадресует запрос на загрузку на BIOS другого устройства. Когда ответ получен, программа загрузки помещается в оперативную память, откуда и происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств операционной системы.

С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию — управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX (Advanced Technology extended — расширенная продвинутая технология) — и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — продвинутый интерфейс конфигурирования и управления потребляемой мощностью). Существует также спецификация АРМ (Advanced Power Management — продвинутое управление потребляемой мощностью). Отличие их состоит в том, что ACPI выполняется в основном средствами ОС, а АРМ — средствами BIOS.

Фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения для BIOS, очень мало. Из наиболее известных можно выделить три: Award Software (Award BIOS), American Megatrends, Inc. (AMI BIOS) и Microid Research (MR BIOS). Но на подавляющем большинстве компьютеров сегодня применяются различные версии BIOS компании Award Software. Пользовательский интерфейс разных версий и разных производителей BIOS может сильно отличаться, но системные вызовы строго стандартизированы.

Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограммируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате (на этой микросхеме есть яркая голографическая наклейка с логотипом фирмы — разработчика ПО для BIOS).

 

Операционная система – это целый комплекс управляющих программ, выступающих в качестве и интерфейса между компонентами персонального компьютера и обеспечивающих эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система обеспечивает взаимосвязь и управление всеми элементами компьютера и выполняемыми программами. Загрузка операционной системы производиться при включении компьютера. Более подробно операционную системы мы рассмотрим в разделе 3.2.

 

Операционные оболочки (файловые менеджеры) – это программы, которые позволяют осуществить действия по управлению ресурсами компьютера в рамках более развитого, удобного и интуитивно понятного пользователю интерфейса. Это программные продукты, делающие общение пользователя с компьютером более комфортным. Это самостоятельные программы, целью которых является облегчение работы пользователя с операционной системой, с каталогами и файлами.

По своей сути все файловые менеджеры выполняют сходные функции – операции с файлами: копирование, перемещение, удаление, переименование, просмотр, сортировка, сравнение и многое других операций. Так же имеется возможность проведения групповых операций с файлами. Именно от менеджера зависит удобство работы, комфорт, и значит, и производительность труда пользователя. Различий между такими программами мало, и предпочтение той или иной определяется привычка пользователя.

Norton Commander это самый первый и популярный в 1980-е годы был файловый менеджер, созданный всемирно известной компанией Symantec. В свое время он стоял своеобразным эталоном в компьютерной среде. Но прогресс не стоял на одном месте. С развитием компьютерной индустрии и появление более совершенной техники, и соответственно и нового программного обеспечения, Нортон отдал свои позиции другим менеджерам, более функциональным и совершенным.

Far manager создан автором известного архиватора WinRar Евгением Рошалем. Он создал специально для операционной системы Windows и работает независимо от установленной версии Windows. Программа понимает длинные имена файлов, корректно работает с русскими буквами. До настоящего времени эта программа остается одним из самых популярных менеджеров.

Windows Commander наравне с Far является такой же популярной программой, которая в настоящее время стала называться Total Commander. Программа глубоко интегрирована в операционную систему и позволяет получить доступ практически к любому файлу, имеет достаточно гибкие возможности по настойке, позволяет увеличивать свои возможности за счет установки дополнительных расширений.

Между Far manager и Total Commander много сходства, в них полностью совпадают основные клавиатурные команды. Различия состоят в основном во внешнем виде окон, в частности, в их цветовом оформлении.

 

Языки программирования. Даже наличии десятка тысяч готовых программ пользователям может понадобиться нечто такое, чего не делают или делают не так имеющиеся готовые программы. В этих случаях для разработки новых программ используются системы программирования – совокупность программ, используемых для автоматизации процесса разработки программ.

Языка программирования – это языки записи программ для ЭВМ. Первыми языками программирования были языки Алгол, Фортран, Бейсик, Паскаль.

Существующие в настоящее время языки программирования можно отнести к четырем группам. Следует заметить при этом, что нет такого языка, который удовлетворял бы всем областям программирования и интересам всех программистов. Такой язык в каждом случае приходиться выбирать разработчику программы, исходя из уровня квалификации и собственных предпочтений.

Языки программирования низкого уровня. Языки программирования низкого уровня – это машинные языки – (языки Ассемблера). Команды такого языка больше понятны процессору, чем пользователю. Язык Ассемблер предназначен для написания системных программ, используется в основном системными программистами, разрабатывающими программы, которые управляют работой вычислительной машины и автоматизирую процесс разработки прикладных программ.

Поскольку команды разных процессоров различны, то при использовании таких языков приходиться их выучивать для каждого конкретного процесса. По этим же причинам написание программы нельзя перенести на другой процессор. В настоящее время на низкоуровневых языках пишутся в основном драйверы устройств и составные части операционных систем для персонального компьютера и суперкомпьютера. К таким языка относятся языки Ассемблер и в некоторой мере Си.

Языки программирования высокого уровня. Языки программирования высокого уровня – это немашинные языки. Они более понятны нам, нежели компьютеру, однако это не мешает создавать на них практически все существующие программы для персональных компьютеров. Высокоуровневые языки программирования облегчают труд программистов, в них заложены важные функции, выполнение которых на языке низкого уровня потребовало бы тысячи строк кода.

Самым массовым языком считается Basic, разработанный в 1960-х годах в качестве учебного языка. Известны версии Visual Basic7 и QBasic. Язык программирования Pascal разработал Н.Вирт – основоположник множества идей программирования в конце 1970-х годов. В Паскале имеются возможности для создания крупных проектов, но он успешно применяется для небольших программ. Delphi2006 является на данный момент наиболее мощной визуальной средой Паскаля.

К языкам высокого уровня относятся:

Процедурно-ориентированные языки. Являются средством записи процедур или алгоритмов обработки информации для определенного класса задач. К ним относятся языки – Фортран, Бейсик, Си (С), Паскаль.

Проблемно-ориентированные языки. Появились в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники и возникновением целых классов новых задач, для которых надо было найти решение. К ним относятся языки – Лисп, Пролог.

Объектно-ориентированные языки. Представляют собой развитие версии процедурных и проблемных языков. Программирование с помощью языков данной группы простое и наглядное. К языкам этой группы относятся – Visual Basic, Delphi, Visual Fortran, С++(С), Prolog.

Для операционной системы Windows фирма Microsoft создала в середине 1990-х годов семейство языков Visual Basic как базового средства разработки программного обеспечения для персональных компьютеров.

Языки Web-программирования. Развитие сети Интернет привело к появлению качественно новых языков – языков программирования для сетей:

- HTML;

- Java;

- Javascript;

- PHP;

- Perl.

Основной и самый первый язык этого класса – это HTML, язык для формирования документа. Подавляющее число Интернет-языков подчиняются его правилам и зависят от него.

Язык Java – это машинонезависимый язык программирования для корпоративных сетей ЭВМ, создания фирмой Sun.

Язык Javascript – это язык гипертекстовых подпрограмм (скриптов), которые могут выполняться браузерами на любых персональных ЭВМ, подключенных к локальной или глобальной сети ЭВМ. Этот язык признан международных стандартом языка скриптов для всех браузеров.

PHP – это наиболее популярный интерпретируемый Интернет-язык. На нем основаны многие Web-сайты. Он довольно прост, позволяет создавать неплохие системы управления сайтами.

Perl. По мощности значительно превосходит тип Си. В него введено множество функций работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных.

Языки программирования баз данных. Реляционные базы данных – это наборы таблиц, состоящие из строк и столбцов. Каждая таблица имеет фиксированное число столбцов, задаваемых в ее описании, и переменное число строк, которое можно меняться при работе с базой данных.

От остальных языков программирования языки программирования баз данных отличаются своей задачей – управлять базами данных. Структурированный язык запросов SQL является единым языком работы с базами данных. Этот язык понимаю любые системы управления базами данных (СУБД), но помимо этого во многих СУБД имеется также свой уникальный язык, ориентированный именно на эту СУБД и не переносимый на другие.

Основными типами запросов в языке SQL является:

- создание таблиц и баз данных;

- выборка информации из баз данных;

- редактирование информации в базе данных;

- администрирование баз данных.

Как и многие языки программирования, SQL имеет несколько разновидностей. Так, My SQL – это усовершенствованный SQL, ориентированный в основном на Web-разработки, хотя может использоваться и как обычная база данных.

 

Интерпретирующие и компилирующие языки. Создавать программы на машинном языке программирования достаточно сложно. Для облегчения этого процесса были разработаны немашинные языки – языки программирования высокого уровня, которые работают посредством трансляционных программ.

Трансляторы бывают двух видов:

1. Программы – интерпретаторы предназначены для непосредственного, покомандного выполнения программ для ЭВМ без перевода их на машинный язык. Они сканируют и проверяют исходный код программы. Интерпретатор сначала сканирует каждый оператор с целью прочтения его содержимого, а затем выполняет запрошенную операцию. Интерпретатор всегда готов для вмешательства в программу с целью контроля за правильностью выполнения действий. В этом – достоинства программы. Недостатком программы следует счистить малую скорость работы. Поскольку все комментарии и другие формальные детали постоянно находятся в памяти компьютера и занимают там много места, много времени тратится на выяснение того, что надо делать, вместо того, чтобы прост делать. Интерпретаторы нельзя отделить от программы, которые ими прогоняются.

2. Программы – компиляторы – это программы перевода программ для ЭВМ на машинный язык. Это трансляторы текста на машинный язык. Программа оценивает текст в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит его на машинный язык. Компилятор не исполняет заданные программы, он сам из разрабатывает. После прогона программы компиляторы больше не нужны. Основное преимущество компиляторов пред интерпретаторами состоит в значительном сокращении времени прогона программ.

 

Драйверы и утилиты. Это группа программ, обеспечивающих решение задач технического обслуживания и служебного взаимодействия устройств и оказания пользователю услуг общего характера.

Средств аппаратного обеспечения вычислительной техники очень много, и предусмотреть все варианты их взаимодействия невозможно. Именно за счет приложения к устройству программного средства управления – драйвера обеспечивается требуемая гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем.

  Драйверы устройств – это программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами.  

 

 

Выпуская любое устройство, разработчики прикладывают к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем (они прикладываются к устройству при продаже аппаратного обеспечения на диске). Таким образом, операционная система может использовать драйверы, либо полученные от разработчиков устройств, либо драйверы из собственной базы данных, либо полученные из Интернет. Драйверы имеют точку входа для взаимодействия с прикладными программами. Загрузка таких программ может производиться вручную или автоматически.

Системные утилиты – это программы, которые работают на системном уровне, расширяют возможности операционных систем и операционных оболочек (в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами компьютера).

Системные утилиты обеспечивают:

- диагностику персонального компьютера – проверяют конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;

- оптимизацию дисков – обеспечивают более быстрый доступ к информации, хранящейся на жестком диске;

- очистку дисков – обеспечивают нахождение и удаление ненужной информации;

- ускорение доступа к данным на диске путем организации в оперативной памяти Кеш-буфера, содержащего наиболее часто используемые части диска;

- динамическое сжатие дисков – увеличивают объем информации, хранящейся на жестком диске путем ее сжатия;

- упаковку данных на жестком диске за счет применения специальных методов сжатия информации.

 







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.