Файл: Анализ характеристик системного программного обеспечения..pdf

2.2 Задачи и функции системного программного обеспечения

Системным ПО называется комплекс программных средств, обеспечивающих работоспособность компьютера или сети и создающих среду для выполнения отдельными компьютерами или сетью тех функциональных задач, которые на них возложены. Программисты, занимающиеся разработкой, внедрением и сопровождением системного обеспечения, называются системными программистами. Кроме того, с системным программным обеспечением сети имеют дело администратор сети и операторы.

В задачу системного программного обеспечения входит:

• обеспечение нормального функционирования вычислительной системы;

• создание на компьютере и в сети среды для работы прикладных программ;

• выполнение вспомогательных процедур (копирование, архивирование, восстановление файлов и баз данных, зашита от несанкционированного доступа);

• диагностика и профилактика аппаратуры компьютера и локальной сети.

К системному программному обеспечению относят такие программы, которые являются общими, без которых невозможно выполнение или создание других программ, ОС относят к этим программам.

Системное программное обеспечение – это те программы и комплексы программ, которые являются общими для всех пользователей технически средств компьютера. Системное программное обеспечение делится на пять основных групп:

- операционные системы;

- системы управления файлами;

- интерфейсные оболочки, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с операционной системой, и различные программные среды;

- системы программирования;

- утилиты.

На сегодняшний день операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой программный продукт работает под управлением ОС. Ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Пользователи со своими программами также взаимодействуют через интерфейс ОС. Любые команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.^[5]

Основные функции ОС:

- Прием от пользователя (или оператора) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых команд оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (клавиатура, мышь). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ, с операциями над файлами, и иные команды;

- Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

- Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;

- Запуск программы;

- Инициализация программы (передача ей управления) и выполнение процессором программы;

- Идентификация всех программ и данных;

- Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. ОС умеет выполнять очень большое количество системных функций, которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по соответствующим правилам, которые и определяют интерфейс прикладного программирования этой ОС;

- Обслуживание всех операций ввода-вывода;

- Обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

- Обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. обеспечение одновременной работы многих пользователей или многих программ;

- Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;

- Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

- Для сетевых ОС характерной является функция обеспечения взаимодействия связанных между собой компьютеров;

- Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой ОС от исполняющихся на компьютерных приложений;

- Аутентификация и авторизация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи;

- Удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени;

- Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы;

- Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

- Распределение памяти, организация виртуальной памяти.

2.3 Виды системного программного обеспечения

В состав системного программного обеспечения могут входить прикладные программы (как правило, универсальные либо игровые). Так, в состав операционной системы Windows входят текстовые редакторы WordPad и Блокнот, которые относятся к универсальному прикладному программному обеспечению. В то же время в приложении, которое относится к прикладному ПО, могут быть использованы и системные программы. Однако с точки зрения основного назначения того или иного системного (прикладного) приложения прикладная (системная) программа носит сервисный характер. При этом прикладные программы во время обращения к требуемым аппаратным ресурсам всегда используют системные программы.

Конечно, эту классификацию нельзя считать исчерпывающей, но она более или менее наглядно отражает направления совершенствования и развития программного обеспечения. 

Системное программное обеспечение является основным ПО, неотъемлемой частью компьютера. Без него невозможно взаимодействовать ни с одним устройством ЭВМ. Именно системное ПО руководит слаженной работой всех элементов компьютерной системы как на аппаратном уровне, так и на программном. Поэтому оно и называется системным.

Системное программное обеспечение выполняет следующие функции:

- создание операционной среды функционирования других программ;

- обеспечение надёжной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

- диагностику и профилактику аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

- выполнение вспомогательных технологических процессов: архивации, антивирусной защиты, восстановления файлов и других вспомогательных программ.

Системное программное обеспечение – это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Но системное программное обеспечение не вносит прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

К системному программному обеспечению относятся.

- базовая система ввода-вывода и встроенное ПО;

- операционные системы;

- операционные оболочки;

- программы вспомогательного назначения – утилиты.

Базовая система ввода-вывода

Базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System) представляет собой набор программ, обеспечивающих:

- автоматическое тестирование оборудования при включении компьютера;

- начальную загрузку операционной системы, находящейся на диске;

- взаимодействие операционной системы с различными устройствами компьютера.

Программы BIOS хранятся в специальных микросхемах – постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), расположенном на системной плате компьютера. Поэтому BIOS может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимающий промежуточное положение между аппаратурой и ПО и являющийся одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

Операционные системы

Основу системного программного обеспечения составляет операционная система (Operating system, OS). Операционные системы в настоящее время являются обязательной составляющей системного ПО. Без ОС функционирование ЭВМ и выполнение ею пользовательских задач невозможны.

Основная функция всех операционных систем – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов взаимодействия – интерфейса:

- между пользователем и программно-аппаратными средствами (интерфейс пользователя – форма диалога пользователя с ПК);

- между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

- между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Операционная система представляет собой совокупность программных средств, созданных для обеспечения диалога с пользователем, для управления и координации всех устройств компьютера, управления процессом выполнения прикладных программ.

Для компьютеров IBM PC основной операционной системой с 1981 по 1995 гг. была система MS-DOS корпорации Microsoft. За эти годы она прошла развитие от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.22. Использовались также совместимые с ней операционные системы – PC DOS фирмы IBM и Novell DOS фирмы Novell и др. Мы будем называть эти ОС общим названием DOS.

Операционная система MS-DOS позволила успешно работать с ПК на протяжении 15 лет. Тем не менее, эту работу нельзя было назвать удобной.

Главным уязвимым местом была работа с оперативной памятью. DOS могла работать с 640 Кб оперативной памяти.

Во-вторых, MS DOS – неграфическая операционная система, которая использует интерфейс командной строки – символьный интерфейс. Это значит, что все команды надо набирать по буквам в специальной строке. Требовалось хорошо знать эти команды, помнить, как они записываются. Это достаточно сложно для пользователя.

Третий недостаток – однозадачность MS DOS.

Поэтому были созданы несколько графических оболочек Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1 и Windows 3.11 для рабочих групп. Несмотря на то что устанавливалась Windows поверх уже имеющейся на компьютере ОС DOS и представляла собой лишь графическую оболочку, корпорация Microsoft с самого начала предпочитала позиционировать Windows как ОС. Вопрос о том, были ли первые версии Windows полноценными операционными системами, до сих пор остаётся открытым.

В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением той или иной версии ОС Windows той же фирмы Microsoft.

Впервые графическая операционная система Windows появилась в 1995 г. под названием Microsoft Windows 95.

Далее появились Windows 98/98 SE, Windows 2000, Windows ME (Millennium Edition – «редакция тысячелетия»). Все эти системы – близкие родственницы, у них есть общее название – Windows 9х.Кроме9х,существует и другое семейство ОС компании Microsoft – Windows NT (от New Technology – «новая технология»).

Преемницей Windows 2000 стала операционная система под кодовым названием Whistler, которая получила имя – Windows XP(вышла в 2001 г.). Под именем Windows XP существует несколько основных версий Windows XP, но наибольшую популярность приобрели версии Professional и Home Edition. Хотя Windows XPнесколько устарела, надёжность и стабильность работы у XP высока по сравнению с другими ОС фирмы Microsoft. Иногда опытные пользователи первым делом «сносят» с ноутбука Vista, а потом ставят туда XP. Главный недостаток XP – эта система плохо приспособлена для работы с многоядерными процессорами и новыми стандартами трёхмерной графики в играх.

Windows Vista. Эта версия Windows вышла осенью 2006 г. Всего выпущено семь вариантовWindows Vista, которые можно разбить на две группы – Home и Business. Эту версию считают самой неудачной версией Windows. Сегодня, с выходом Windows 7,можно считать, чтокороткая жизнь Vista подошла к концу.

Windows 7 – операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista.

Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 г., меньше чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы Windows Vista. Сохранив все полезные находки Vista, «семёрка» избавилась от множества её недостатков. Для нормальной работы Windows 7 требуется не менее 2 Гб оперативной памяти и двухъядерный процессор с частотой 2 ГГц. Кроме того, рекомендуется видеоплата с поддержкой DirectX10 – то есть любая, выпущенная в 2009 г. 

На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS.

На IBM-совместимых персональных компьютерах используется также свободно распространяемая операционная система Linux. Начало созданию системы Linux положено в 1991 г. финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds).

Операционная системаUnix была создана в Bell Telephone Laboratories почти полвека назад для «больших» компьютеров. Unix – многозадачная многопользовательская операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количества пользователей. Кроме того, система способна выполнять большое количество различных функций, в частности работать как вычислительный сервер, как сервер базы данных, как сетевой сервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети и т.д. Сейчас существуют десятки операционных систем, которые можно объединить под общим названием Unix.