Лекция 1. Программное обеспечение ЭВМ. 
Основные термины и определения. 
Состав программного обеспечения. 
Операционные системы. 
Управляющие и обрабатывающие программы

Совершенно очевидно, что для работы на ЭВМ необходимо не только наличие аппаратуры, но и набор программ, обеспечивающих решение задач. Вся совокупность программ называется программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение как персональных компьютеров (РС), так и ЭВМ в целом традиционно делится на системное и прикладное. Схема программного обеспечения ЭВМ представлена на рис. 1.

Системным (СПО) называется программное обеспечение, используемое для разработки и поддержки выполнения других программ, а также для предоставления пользователю ЭВМ определенных услуг. Оно является необходимым дополнением к техническим средствам ЭВМ.

Среди всех системных программных продуктов первостепенную значимость имеют операционные системы (ОС). Именно ОС организует выполнение всех других программ и взаимодействие пользователя с компьютером, т. е. ОС выполняет роль необходимой прослойки между аппаратным обеспечением компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой.

ОС имеет набор специальных служб, использующихся в процессе подготовки каждой конкретной программы к выполнению. При обработке входного потока определённый системный механизм обеспечивает вызов функций подготовки программ, а также функций подготовки ОС к управлению выполнением данных программ. Кроме того, программы могут запрашивать у ОС предоставление им различного рода услуг.

Эти услуги могут предоставляться как до начала, так и в процессе выполнения, что обусловлено наличием двух языковых интерфейсов.

Программы, обслуживающие задания до начала их выполнения, а также предоставляющие им услуги, могут быть организованы в виде независимых компонентов, называемых обрабатывающими программами. К ним относятся компиляторы и редакторы связей, обеспечивающие сборку независимо скомпилированных программ в единый загрузочный модуль. Система предварительной обработки содержит комплекс программ, реализующих множество функций. Однако некоторые механизмы предварительной обработки могут функционировать как независимые программы и не зависеть от ОС. По этой причине их не всегда рассматривают как составные части ОС.

Управляющие программы являются элементами среды выполнения. Среда выполнения — это совокупность памяти, команд процесса и прикладных программ, где программа становится активной. Среда выполнения имеет свою структуру, и существуют различные способы её структурной организации. Могут меняться варианты распределения функций между отдельными модулями, механизмы связи и функциональный состав.

К другим категориям системных программных продуктов относятся сервисные системы, инструментальные системы и системы технического обслуживания.

Категорию сервисных систем образуют оболочки, утилиты и такие программные продукты, которые способны изменить облик ОС до неузнаваемости. Последние не имеют устоявшегося названия — часто их называют (операционными) средами, интерфейсными системами и иногда ошибочно ОС.

Оболочка ОС — программа, которая облегчает диалог пользователя с РС и предоставляет ряд дополнительных возможностей.

Утилита представляет собой служебную программу, предоставляющую пользователю дополнительные услуги (часто — функционально однородную группу услуг). Различия между утилитами и оболочками достаточно условны. Зачастую они состоят лишь в универсальном характере первых и специализации вторых.

Интерфейсная система обладает всеми признаками оболочки, но дополнительно к этому видоизменяет среду выполнения программ, что является исключительно прерогативой ОС. Интерфейсная система в действительности является полнофункциональной надстройкой на ОС. Ярким представителем интерфейсных систем является система Windows 3.1x, функционирующая поверх DOS. В результате получается многозадачная система, с которой пользователь взаимодействует на графической основе, а не текстовой, как было раньше.

Инструментальные системы — это системы, предназначенные для разработки программного обеспечения, системы управления базами данных и системы искусственного интеллекта.

Системы технического обслуживания предназначены для облегчения тестирования РС и поиска неисправностей. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации аппаратной части РС.

Прикладные системы составляют категорию программных средств, обращенных к пользователю РС, не обладающих специальными знаниями. Их цель заключается либо в том, чтобы с помощью РС решать свои повседневные задачи, либо учиться определенным навыкам, либо проводить свой досуг. Т. е. прикладным называют программное обеспечение, предназначенное для решения определенных целевых задач или классов таких задач. В настоящее время для РС предлагается множество прикладных программных продуктов. Среди них можно выделить:

текстовые редакторы;

графические редакторы;

табличные процессоры;

обучающие системы;

математические программы;

программы для моделирования;

системы автоматизированного проектирования.

Промежуточное положение между системными и прикладными программами занимают интегрированные системы. Интегрированной системой называется программный продукт, представляющий собой совокупность функционально различных компонентов, способных взаимодействовать между собой путем передачи информации и объединённых единым унифицированным пользовательским интерфейсом.

Интегрированные системы обеспечивают различные информационные, а также вычислительные потребности пользователя и служат, главным образом, для автоматизации учрежденческой деятельности. Такие системы в идеале претендуют на решение всех задач определенного типа.

Современные интегрированные системы, как правило, содержат следующие функциональные компоненты:

табличный процессор;

текстовой редактор;

систему управления базами данных;

графический модуль;

коммуникационный модуль.

Выводы Программное обеспечение ЭВМ делится на прикладное и системное. Промежуточное положение между системными и прикладными программами занимают интегрированные системы.

Основным элементом системного программного обеспечения является ОС, которая организует выполнение всех других программ и взаимодействие пользователя с ЭВМ.