Системное программное обеспечение

Структура системного программного обеспечения

На рис. 8.10 представлена структура системного программного обеспечения — базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение (base software) — минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение — программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Базовое программное обеспечение

В базовое программное обеспечение входят:

• · операционная система;
• · операционные оболочки (текстовые и графические);
• · сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

Уровни программного обеспечения вычислительной системы представляют собой пирамиду, где каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней.

Базовый уровень является низшим уровнем программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации. Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверять состав и работоспособность вычислительной системы и обеспечивать взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском. Программы, входящие в BIOS, позволяют наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие загрузку компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Системный уровень является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.

К системному уровню относятся также программы, отвечающие за интерфейс пользователя.

Служебный уровень. Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы, а также в улучшении функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы.

Прикладной уровень. Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на конкретном рабочем месте выполняются конкретные задания (производственные, творческие, развлекательные, учебные и т. п.).

Функции ОС

Основные функции (простейшие ОС):

• · Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.
• · Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
• · Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).
• · Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.
• · Пользовательский интерфейс.
• · Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции:

• · Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
• · Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
• · Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
• · Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

• · однои многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
• · с символьным и графическим пользовательским интерфейсом;
• · однои многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);
• · непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
• · несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Сетевые операционные системы — комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей.

Операционные оболочки — специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.