Служебное программное обеспечение

Служебное (сервисное) ПО

Основное назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включаются в состав ОС, но большинство служебных программ являются для ОС внешними и служат для расширения и ее функций.

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.

Классификация служебных программных средств

  • 1. Средства диагностики Предназначены для автоматизации процесса диагностики аппаратного и программного обеспечения. Используются не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы. Например, Утилита «Дефрагментация диска» позволяет данные, принадлежащие одному файлу, объединить в однойнепрерывной области данных
  • 2. Средства сжатия данных (архиваторы)

Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение за счет того, что большая группа файлов и каталогов сводятся в один архивный файл.

Наиболее известными архиваторами являются WinZip, WinRAR, WinAce.

3. Средства обеспечения компьютерной безопасности

Это средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, а также средства от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных.

Средства пассивной защиты — служебные программы, предназначенные для резервного копирования (нередко они обладают базовыми свойствами архиваторов).

Средства активной защиты — антивирусное программное обеспечение.

Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения служат специальные системы, основанные на криптографии.

4. Средства контроля (мониторинга)

Они позволяют следить за процессами происходящими в компьютерной системе.

5. Диспетчеры файлов

Программы для выполнения большинства операций, связанных с обслуживанием файловой системы: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и каталогов, поиск файлов, навигация в файловой структуре.

Наиболее популярными являются Total Commander (бывший Windows Commander) и FAR Manager.

6. Мониторы установки

Предназначены для контроля над установкой ПО.

7. Средства коммуникаций.

Они позволяют устанавливать соединение с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями и др.

Прикладное ПО

Это комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Это программы конечного пользователя, общего и специализированного назначения. Они предназначены для решения задач в конкретной предметной области.

Классификация прикладных программных средств

Текстовые редакторы и процессоры — ввод и редактирование (форматирование) текстовыхданных и элементов графики (например, MS Word из пакета MS Office);

Графические редакторы — создание и обработка графических изображений. Различают три категории: растровые, векторные и редакторы трёхмерной графики 3D (например, пакеты программ Adobe Photoshop,CorelDraw,Graphics); или

Системы управления базами банных (СУБД) — организация массивов данных, управление ими и обеспечение взаимодействия с другими программами (например, MS Access из пакета MS Office);

Диспетчеры файлов — выполняют операции по обслуживанию файловой системы: копирование, перемещение, удаление файлов, создание и удаление каталогов (папок), поиск и навигация по файловой структуре. Могут входить в состав операционной системы (например, FAR менеджер);

Редакторы таблиц — управление данными в виде таблиц (например, MS Excel из пакета MS Office);

WEB редакторы — для создания и управления документов для сети Internet, обладают рядом полезных функция для удобства пользователей в создании Web страниц и документов в HTML (например, Adobe Dreamweaver);

Архиваторы данных — программы для сжатия различных видов документов и файлов, для уменьшения их размера, и управления архивами (например, WinRAR архиватор для Windows);

WEB браузеры — средства просмотра WEB страниц и воспроизведения текста, графики, видео, музыки, а также работа с электронной почтой (например Internet Explorer от Microsoft);

Системы автоматизированного проектирования (СAD) — для автоматизации проектно-конструкторских процессов (например, AutoCAD);

Проигрыватели и медиаплееры — программы и кодеки для воспроизведения медиа контента — видео, музыки в различном формате и стандарте (например, проигрыватель Windows Media);

Системы графического (видео монтажа) — программы для работы с видеофайлами, кадрирования, спецэффектами(например, Windows Move Maker);

Бухгалтерские программы — системы учета и ведения бухгалтерского учета, ведения учета движения товаров и др. функция(например, пакет 1С Бухгалтерия);

Антивирусы и брандмауэры — программы для защиты от вирусов, троянских программ, управления доступом к портам компьютера, защите от хакерских атак и др. проникновений со стороны сети (например, антивирусная программа NOD32 от ESET);

Музыкальные редакторы — программы для создания музыкальных композиций на компьютере (например WaveLab);

Игровые программы и др.развлекательные программы — развлекательного характера программы 3D графического и другого характера (например, множество современных игр для настольных ПК и игровых приставок);

Геоинформационные системы — для работы с картами, аерофотоснимками, геодезических работ (например,GIS-lab);

Системные программы для работы с различными периферийными устройствами, управления дисками, резервного копирования, восстановления данных (например, Acronis Disk Doctor);

Почтовые клиенты — программы для управления почтой, облегчающие создание, получение почтовых сообщений (например, MS Outlook express);

Программы для передачи мгновенных сообщений (ISQ клиенты) и передачи онлайн видео для общения пользователей, а также передачи текста, файлов (например, Skype);

Программы для записи данных на CD,DVD, Blu-Ray носители (например, пакет NERO);

Многие другие развлекательные, научные, системные программы.

Инструментальное ПО

Этот класс программ предназначен для создания системного и прикладного программного обеспечения. Методы работы с инструментарием программирования определяются той средой, в которой осуществляется преобразование алгоритма в программу для компьютера.

Базовые инструменты любой среды программирования совершенно одинаковы по своей сути, а отличаются только формой представления.

Представьте себе набор типовых инструментов любого специалиста, будь то слесарь, столяр, портниха, электромонтер, мастер по ремонту автомашин и пр. Их инструменты существенно отличаются друг от друга, так как служат для решения различных задач. У людей одной и той жепрофессии базовые наборы инструментов очень похожи и отличаются только формой, качеством, маркой.

Рассмотрим, к примеру, базовый набор инструментов портнихи. Швейная машина, ножницы, портняжный метр, иголки, нитки — эти инструменты необходимы для шитья, хотя у каждой портнихи они могут отличаться качеством, формой, возможностями. Вы можете дополнить этот перечень большим количеством разных предметов, но это уже будут инструменты, облегчающие труд портнихи или расширяющие ее возможности при шитье.

Аналогичная картина складывается и с инструментарием программирования. Он может быть разнообразным, но всегда будет существовать некий базовый набор инструментов, для использования которого нужно овладеть специальным языком, называемым языком программирования.

Инструментальное ПО — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. Среди них можно выделить:

ассемблеры — осуществляют преобразование кода на языке ассемблера в язык машинных кодов;

компиляторы — программы, переводящие текст программы на языке высокого уровня в эквивалентную программу на машинном языке;

интерпретаторы — Программы (иногда аппаратные средства), анализирующие команды или операторы программы и тут же выполняющие их;

компоновщики (редакторы связей) — программы, которые производят компоновку — принимают на вход один или несколько объектных модулей и собирают по ним исполнимый модуль;

библиотеки подпрограмм — сборники подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения;

препроцессоры исходных текстов — это компьютерные программы, принимающие данные на входе, и выдающие данные, предназначенные для входа другой программы, например, такой, как компилятор;

и другие виды инструментального ПО.

Примерами инструментального ПО являются:

Borland Delphi — предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования;

Borland C++Builder — это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений;

Microsoft Visual Basic — это популярный инструмент для создания Windows-программ;

Microsoft Visual C++ — это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows.

Системное и служебное программное обеспечение

Системное ПО — это программное обеспечение, включающее операционные системы, сетевое ПО и драйверы устройств.

Операционная система (ОС) — система программ, предназначенная для управления ресурсами ЭВМ и процессами, которые используют эти ресурсы, а также для обеспечения пользовательского интерфейса.

Под ресурсом ЭВМ понимается любой логический или аппаратный компонент ЭВМ, а под процессом — последовательность действий, предписанных программой.

Интерфейс может быть программным и пользовательским.

Программный интерфейс – это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительно системы.

Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.

Любая ОС решает две наиболее важные задачи:

· предоставление пользователю удобного интерфейса (пользовательский интерфейс) для управления аппаратными средствами и программным обеспечением ЭВМ;

· повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами (программный и аппаратно-программный интерфейсы).

Первая задача обусловлена сложностью управления компьютером на уровне машинного языка, особенно это касается ввода-вывода. Например, организация чтения блока данных с гибкого диска включает последовательное выполнение ряда команд с заданием таких параметров, как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и др. Наличие же ОС сводит эту задачу к копированию логического объекта — файла с одного носителя на другой в интуитивно понятном пользователю интерфейсе (например, «Проводник» ОС Windows). Аналогично операционная система управляет другими аппаратными средствами, образуя на их основе в некотором смысле «виртуальную» машину, с которой взаимодействует пользователь.

Наряду с этим ОС управляет всеми частями сложной системы компьютера, распределяя ресурсы компьютера (время процессора, память и данные) между конкурирующими процессами, обеспечивая при этом максимальную эффективность функционирования компьютера.

Операционные системы различают (рис. 6.3) по особенностям реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера, особенностям использованных методов проектирования, типам аппаратных платформ, сферам применения и др.

Рис. 6.3. Классификация операционных систем

Обобщенная характеристика современной ОС для ПК — сетевая, многопользовательская, многозадачная и даже многопроцессорная. Всем этим критериям соответствуют наиболее широко используемые ОС семейства Windows, выпускаемые компанией Microsoft для ПК начиная с 2000 года. Включение сетевого ядра в ОС персональных компьютеров в первую очередь связано с развитием и массовым использованием глобальной сети Internet.


Однозадачные ОС выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Появление многопользовательских ОС, в первую очередь, связано с решением проблемы разграничения прав доступа пользователей к аппаратным, программным ресурсам ПК, а также данным.

Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую. Альтернативой являются ОС, построенные на базе микроядра, работающего в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС — серверы, работающие в пользовательском режиме. Такие ОС реализуют «клиент-серверную» модель взаимодействия прикладной программы и операционной системы, в которой все обращения пользовательской программы (клиента) к операционной системе обрабатываются специальной программой (сервером).


При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, однако, система получается более гибкой — ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима.

Все операционные системы способны обеспечивать как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем. В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд. В диалоговом режиме ОС находится в ожидании команды пользователя, и получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора. Опираясь на эти аппаратные прерывания, операционная система создает свой комплекс системных прерываний. Способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, и определяет сущность диалогового режима работы.

С точки зрения пользователя, компетенция которого ограничивается грамотным применением имеющегося программного обеспечения, основными функциями операционных систем являются:

· обеспечение автоматического запуска;

· формирование интерфейса пользователя;

· организация и обслуживание файловой системы.

Автоматический запуск дисковых ОС обеспечивается записью на этапе инсталляции (установки) ОС программного кода в специальной (системной) области диска. Обращение к этому коду осуществляют программы BIOS, которые по окончании своей работы дают команду на загрузку и исполнение содержимого системного диска.

Интерфейсы пользователя, предоставляемые ОС пользователю, делятся на терминальные и графические. Терминальный интерфейс реализован в неграфических ОС, которые поддерживают интерфейс командной строки (MS DOS). Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее подтверждения, например, нажатием клавиши ENTER.

Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве устройства управления, кроме клавиатуры, можно использовать мышь или другое устройство позиционирования. Работа с графической ОС основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.

Первой наиболее полноценной графической ОС была ОС Windows 95, представленная компанией Microsoft в 1995 г.

В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши — графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы: окна, ярлыки, меню, экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки и др. Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. Графический интерфейс ОС не исключает командный интерфейс, который дополняет любой графический, поскольку не все возможности ОС (команды, программы, сервисы) могут быть реализованы в графическом интерфейсе. Окно командной строки в ОС Windows XP вызывается последовательным выбором пунктов: Пуск — Все программы (Программы) — Стандартные — Командная строка.

Организация и обслуживание файловой системы является одной из важнейших функций ОС, обеспечивающей упорядоченное хранение данных на магнитных и оптических носителях, а также доступ к этим данным. Более подробно организация файловой системы будет рассмотрена в следующей лекции.

Для управления работой внешних (периферийных) устройств компьютера в ОС должны быть установлены драйверы соответствующих устройств (см. выше).

Сетевое программное обеспечение является составной частью системного ПО и предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах. Общими ресурсами, как правило, являются сетевые накопители на магнитных и оптических дисках, принтеры, сканеры и другие аппаратные средства. Кроме этого, к общим ресурсам относятся программы и данные.

К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу компьютера в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными — несетевыми ОС.

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. В узком смысле сетевая ОС — это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Сетевая ОС отдельного ПК включает несколько частей (рис. 6.4):

· средства управления локальными ресурсами компьютера реализуют функции ПК в локальном (изолированном от других ПК) режиме;

· средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование (серверная часть сетевой ОС) обеспечивают обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных, управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам и т.д.;

· средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использование (клиентская часть сетевой ОС) формируют и перенаправляют в сеть запросы к удаленным ресурсам от приложений и пользователей.

· коммуникационные средства ОС реализуют обмен сообщениями в сети, обеспечивая адресацию сообщений и выбор маршрута передачи сообщений по сети.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

Служебное (сервисное) ПО включает операционные среды, оболочки операционных систем и утилиты, которые предназначены для расширения возможностей операционной системы, изменения ее пользовательского и программного интерфейса, а также для предоставления дополнительных услуг по управлению ресурсами компьютера.

Операционная среда — система, изменяющая и дополняющая как пользовательский, так и программный интерфейс. Операционная среда создает для пользователя и прикладных программ иллюзию работы в полноценной операционной системе, поскольку может полностью изменить интерфейс пользователя. Появление операционной среды обычно означает, что используемая операционная система не полностью удовлетворяет требованиям практики. Примерами операционных сред является Windows 3.11 и Windows 3.11 for Work Groups (для рабочих групп), расширившая возможности ОС MS DOS. Для пользователя работа с этими оболочками выглядит аналогично работе в многозадачной ОС с графическим интерфейсом, тем не менее, ошибочно называть
Windows 3.11 операционной системой.

Рис. 6.4. Структура сетевой операционной системы

Оболочка операционной системы (файловые менеджеры), в отличие от операционной среды, модифицирует только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Они выполняют большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигацию в файловой структуре и существенно упрощают их выполнение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребности пользователя. Самой популярной оболочкой для MS DOS являлась программа Norton Commander, которая стала прообразом для многих других подобных программ для ОС Windows 95, 98, Me, 2000, XP, Vista: Windows Commander (Total Commander), FAR-Manager и др.

Утилиты дополняют интерфейс пользователя и используются в тех случаях, когда программного обеспечения, представленного в ОС, недостаточно для обслуживания пользователем компьютера. Они обеспечивают реализацию следующих действий:

· обслуживание файлов и каталогов (поиск и восстановление удаленных файлов — например, Norton Utilities);

· предоставление информации о ресурсах компьютера (например, DirectX);

· средства обеспечения компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, а также средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. В качестве средств пассивной защиты используют служебные программы, предназначенные для резервного копирования (они обладают также базовыми свойствами диспетчеров архивов (архиваторов)). В качестве средств активной защиты применяют межсетевые экраны (брандмауэры), антивирусное программное обеспечение ( Антивирус Касперского, ESET Nod32, Doctor Web 32W,и др.). Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения служат специальные системы, основанные на криптографии (PGP, Maybe Next Time и др.);

· архивация файлов Backup (Архивация данных в Windows XP), WinRAR, WinZIP и др.).

· средства контроля (мониторинга) — позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе (например, в Windows XP такой программой является Task Manager).

· мониторы установки предназначены для контроля установки программного обеспечения (например, Установка и удаление программ в Windows XP). 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 (внутри уровней) характерны для компьютеров, работающих с операционными системами, поддерживающими принцип совместного использования одних и тех же ресурсов разными программными средствами.

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

Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные утилиты. В настоящее время для ПК среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Примерами встроенных утилит в ОС Windows являются программы для проверки диска Scandisk и его дефрагментации Defrag.

Некоторые стандартные утилиты ОС семейства Windows доступны на вкладке Служебные в группе Программы — Стандартные в меню Пуск (рис. 6.5).

Оглавление

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет»

Им. Г.И. Носова

Кафедра Информатики и информационных технологий

Реферат

на тему: «Понятие системного программного обеспечения. Операционные системы. Служебное (сервисное) программное обеспечение «

выполнил студент группы ММБ-14-4

Куршук Е.А.

проверил преподаватель

Белоконь Д.С.

Магнитогорск 2014

1 Системное программное обеспечение 2

1.1 Понятие системного программного обеспечения 2

1.2 Операционные системы 3

1.3 Служебное (сервисное) программное обеспечение 5

1 Системное программное обеспечение

  1. Понятие системного программного обеспечения

Системное программное обеспечение — комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, предоставляя им сервисные функции, абстрагирующие детали аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы.

Программное обеспечение – это совокупность программ, выполненных вычислительной системой. К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке (ПО):

• технология проектирования программ (нисходящее проектирование; структурное программирование и др);

• методы тестирования программ;

• методы доказательства правильности программ;

• анализ качества работы программ и др.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств ЭВМ, расширяющим их возможности и сферу использования.

Существует три категории программного обеспечения:

  1. Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ.
  2. Системные программы:
  3. управление ресурсами ЭВМ;
  4. создание копий используемой информации;
  5. проверка работоспособности устройств компьютера;
  6. выдача справочной информации о компьютере и др.
  7. Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера. Более или менее определенно сложились следующие группы программного обеспечения:
  8. операционные системы;
  9. системы программирования;
  10. инструментальные системы;
  11. интегрированные пакеты;
  12. динамические электронные таблицы;
  13. системы машинной графики;
  14. системы управления базами данных (СУБД);
  15. прикладное программное обеспечение.

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.

Программа – это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер.

Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами.

Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому относительно работы на компьютере часто используют термин программное обеспечение (software), под которым понимают совокупность программ, процедур и правил, а также документации, касающихся функционирования системы обработки данных.

Программное и аппаратное обеспечения в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь, т. е. работа множества программ базируется на программах низшего уровня.

1.2 Операционные системы

Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

Основные функции:

  1. Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
  2. Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
  3. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
  4. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
  5. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
  6. Обеспечение пользовательского интерфейса.
  7. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

  1. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
  2. Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
  3. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
  4. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
  5. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
  6. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
  7. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа

Компоненты операционной системы

  1. Загрузчик
  2. Ядро
  3. Командный процессор
  4. Драйверы устройств
  5. Встроенное программное обеспечение

Существуют две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется операционная система.

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные системы нужны:

  1. если нужен универсальный механизма сохранения данных
  2. для предоставления системным библиотекам часто используемых подпрограмм
  3. для распределения полномочий
  4. необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере
  5. для управления процессами выполнения отдельных программ

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

  1. использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
  2. многопользовательские (с разделением полномочий),
  3. многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов в самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

  1. ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
  2. системные библиотеки;
  3. оболочка с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

Встроенные программы или firmware — это программы, «зашитые» в цифровые электронные устройства. В ряде случаев (например, BIOS IBM-PC совместимых компьютеров) являются по сути частью операционной системы, хранящейся в постоянной памяти. В достаточно простых устройствах вся операционная система может быть встроенной. Многие устройства современных компьютеров имеют собственные «прошивки», осуществляющие управление этими устройствами и упрощающие взаимодействие с ними.

Утилиты (англ. utility или tool) — программы, предназначенные для решения узкого круга вспомогательных задач. Иногда утилиты относят к классу сервисного программного обеспечения.

Утилиты используются для мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования (например, мониторинга температур процессора или видеоадаптера), управления параметрами оборудования (ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов), контроля показателей (проверка ссылочной целостности; правильности записи данных), расширения возможностей (форматирование или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления).

Типы утилит:

  1. Дисковые утилиты
  2. Дефрагментаторы
  3. Проверка диска — поиск неправильно записанных либо повреждённых различным путём файлов и участков диска и их последующее удаление для эффективного использования дискового пространства.
  4. Очистка диска — удаление временных файлов, ненужных файлов, чистка «корзины».
  5. Разметка диска — деление диска на логические диски, которые могут иметь различные файловые системы и восприниматься операционной системой как несколько различных дисков.
  6. Резервное копирование — создание резервных копий целых дисков и отдельных файлов, а также восстановление из этих копий.
  7. Сжатие дисков — сжатие информации на дисках для увеличения вместимости жёстких дисков.
  8. Утилиты работы с реестром
  9. Утилиты мониторинга оборудования
  10. Тесты оборудования

1.3 Служебное (сервисное) программное обеспечение

Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на средства:

  1. улучшающие пользовательский интерфейс;
  2. защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
  3. восстанавливающие данные;
  4. ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:
  5. средства архивации и разархивации;
  6. антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены: оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.

Оболочки, являющиеся надстройками над операционными системами (ОС), называются операционными оболочками. Оболочки являются как бы настройками над операционной системой. Утилиты и автономные программы имеют узкоспециализированное назначение и выполняют каждая свою функцию. Но утилиты, в отличие от автономных программ, выполняются в среде соответствующих оболочек. При этом они конкурируют в своих функциях с программами ОС и другими утилитами. Поэтому классификация сервисных средств по их функциям и способам реализации является достаточно размытой и весьма условной. Оболочки предоставляют пользователю качественно новый интерфейс и освобождают его от детального знания операции и команд ОС.

Функции большинства оболочек, например семейства MS-DOS, направлены на работу с файлами и каталогами и обеспечивают быстрый поиск файлов; создание, просмотр и редактирование текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ. Все оболочки обеспечивают ту или иную степень защиты от ошибок пользователя, что уменьшает вероятность случайного уничтожения слайдов.

Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS наиболее популярна оболочка Norton Commander. Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы. Эти утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

  1. обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т. д.);

обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

  1. создание и обновление архивов;

предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;

  1. печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;
  2. защита от компьютерных вирусов.

Из утилит, получивших наибольшую известность, можно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities. Под программами технического обслуживания понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.

Они включают в себя:

Средства диагностики и тестового контроля правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей с определенной локализацией их в ЭВМ;

Специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы вычислительной системы в очередную производственную смену.

Рисунок 1 — Структура системного программного обеспечения

Рисунок 2 — Схема базового системного ПО

Источники данных:

  1. www.allbest.ru
  2. yandex.ru
  3. ru.wikipedia

Тезис

Системное программное обеспечение — комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, предоставляя им сервисные функции, абстрагирующие детали аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы.

Программное обеспечение – это совокупность программ, выполненных вычислительной системой.

Системное программное обеспечение предназначено для:

  1. создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);
  2. автоматизации разработки (создания) новых программ;
  3. обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
  4. проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
  5. выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных пользователей — профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора.

Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.

К системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем

Системное программное обеспечение Куршук Е.А. 8

Состав служебного программного обеспечения

Служебное программное обеспечение – это набор программ общего пользования, которые необходимы для настройки и улучшения работы компонентов компьютера.

Схема программного обеспечения (общая)

Служебное программное обеспечение предназначено для выполнения определенных функций:

  • ввод-вывод информации
  • планирование и управление задачами
  • проверка работоспособности устройств компьютера
  • вывод справочной информации
  • перемещение (копирование) файлов, папок, документов
  • диагностика и профилактика компьютера

Классификация служебного программного обеспечения

  • Утилиты (служебные программы) – это программы, которые служат для выполнения вспомогательной обработки данных, а также расширяют возможности оборудования, ограниченные стандартными функциями. Утилиты расширяют параметры и настройки программ.
  • Архиваторы – программы, необходимые для сжатия одного или нескольких файлов в архив или несколько архивов. В архиве содержится основная информация о файлах – имя и размер, для того, чтобы при распаковке было понятно, что это за файл или папка.
  • Антивирусные программы – программы, необходимые для защиты системы компьютера от вирусов. Антивирусные программы являются необходимыми при наличии имеющегося интернет – подключения. Они блокируют нежелательные, вредные или подозрительные ссылки, содержащие вирус, и отправляют их в карантин.
  • Программы технического обслуживания и диагностики представляют собой совокупность программ для аппаратной части компьютера. Системы технического обслуживания необходимы для проверки работы компьютера в целом, а также его отдельных частей. Являются незаменимым инструментом для технического ремонта ПК.

Понравилась статья, расскажите о ней друзьям:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *