Системное программное обеспечение

Системное ПО обеспечивает:

1. создание операционной среды функционирования других программ;

2. обеспечение работы самого компьютера и компьютерных сетей;

3. проведение диагностики и профилактики отдельных устройств компьютера;

4. управление вычислительными ресурсами компьютера;

5. выполнение сервисных функций по обслуживанию компьютера;

Обеспечение интерфейса пользователя.

Рис.4.2 - Классификация системного программного обеспечения

Системное ПО тесно связано с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Базовое ПО – минимальный набор программных средств, обеспечивающий работу компьютера и общение пользователя с компьютером. Большую часть базового ПО составляет ОС.

Операционная система - совокупность программ, предназначенных для обеспечения работы компьютера и компьютерных сетей, для обеспечения работы пользовательских программ, для управления вычислительными ресурсами компьютера и организации интерфейса пользователя.

Сервисное ПО – программы, которые расширяют возможности базового ПО и обеспечивают более удобную среду для обслуживания компьютера.

Некоторые сервисные программы входят в состав ОС, например программы обслуживания дисков, а некоторые являются самостоятельными программами (например, программы–архиваторы WinRAR, WinZip).

Программы, осуществляющие упаковку и распаковку файлов, называютсяпрограммами-архиваторами.

Существуют различные программы-архиваторы. Самые известные из них:

WinRAR, WinZip.

Прикладное ПО

Прикладное ПО - это комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области, то есть для решения конкретных задач пользователя.

К этому классу программного обеспечения относятся: текстовые редакторы; табличные процессоры; графические редакторы; бухгалтерские программы; издательские системы; программы – переводчики; САПР; СУБД; финансовые программы; обучающие программы; информационно-справочные пакеты программ; и т.д.

Существующее прикладное ПО охватывает почти все сферы человеческой деятельности, связанные с обработкой информации. Этот класс программных продуктов является самым многочисленным. Эксплуатацию прикладного ПО осуществляют, как правило, конечные пользователи.

Существуют различные классы прикладных программ, используемых на персональных компьютерах, например:

• оригинальные программы пользователя;
• стандартные пакеты прикладных программ.

К оригинальным программам пользователя относятся все оригинальные программы, создаваемые пользователем, для решения определенного круга задач в конкретной области.

Стандартные пакеты прикладных программ (ППП) – комплексы программ, предназначенные для решения задач определенного класса. Они являются мощным инструментом автоматизации и полностью освобождают пользователя от необходимости знать, как выполняет ПК те или иные функции и процедуры по обработке данных.

Для обозначения прикладных программ и их пакетов используют также термин «приложение».

По функциональному признаку различают:

• прикладные программы общего назначения;
• методо-ориентированные ППП;
• проблемно-ориентированные ППП.

К программам общего назначения относятся: текстовые редакторы; табличные процессоры; СУБД; графические редакторы; программы просмотра графических изображений; пакеты программ мультимедиа; электронные органайзеры; и др.

Методо-ориентированные пакеты и программы основаны на использовании определенных методов решения задач (обработка статистических данных, использование средств линейного программирования для поиска оптимальных решений и т.д.).

Проблемно – ориентированные ППП направлены на решение конкретной проблемы и предназначены для специалистов, занимающихся этой проблемой.

К проблемно-ориентированным ППП относятся:

• ППП автоматизированного бухгалтерского учета (1С, БЭСТ, Парус, RS-баланс, Инфин, СБИС++, Инфо-бухгалтер и т.д.);
• ППП управления персоналом (учет кадров);
• САПР (предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, автомобилестроении, промышленном строительстве и других отраслях);
• информационно-справочные правовые пакеты (Консультант–плюс, Гарант и др.;
• системы распознавания образов (в частности системы распознавания символов);
• электронные словари и системы перевода;
• обучающие программы;
• игровые программы;
• и др.

Инструментарий технологии программирования

Инструментальное ПО служит для разработки программ. Оно включает в себя специализированные программные продукты, которые используются на этапах проектирования, программирования, отладки и тестирования создаваемых программ, т.е. следующие программы:

• трансляторы с различных алгоритмических языков, осуществляющих перевод текста программ на машинный язык;
• специальные текстовые редакторы для написания программ;
• связывающие редакторы (сборщики), служащие для объединения отдельных частей программ в единое целое;
• отладчики, с помощью которых устраняются допущенные при написании программ ошибки;
• системы программирования (интегрированные среды разработчиков), объединяющие указанные выше компоненты в единую, удобную для разработки программ систему.

Эволюция операционных систем.

Первый период (1945 -1955)

Известно, что компьютер был изобретен английским математиком Чарльзом Бэбиджем в конце восемнадцатого века. Его "аналитическая машина" так и не смогла но-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям по изготовлению деталей точной механики, которые были необходимы для вычислительной техники. Известно также, что этот компьютер не имел операционной системы.

Некоторый прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после второй мировой войны. В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм.

Второй период (1955 - 1965)

С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Именно в этот период произошло разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационщиков и разработчиков вычислительных машин.

В эти годы появились первые алгоритмические языки, а следовательно и первые системные программы - компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий.

Третий период (1965 - 1980)

Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров.

Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными "монстрами". Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие.

Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы машин третьего поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование - это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.

Другое нововведение - спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел.

Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС - системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины.