Бурное развитие новой информационной технологии и расширение сферы ее применения привели к интенсивному развитию программного обеспечения (ПО). Достаточно отметить, что в 1996 г. мировым сообществом на программное обеспечение затрачено свыше 110 млрд. долларов. Причем тенденции развития ПО показывают, что динамика затрат имеет устойчивую тенденцию к росту, примерно 20% в год.
Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.
В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на 2 группы: базовое (системное) программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.
Базовое (системное) ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Базовое ПО настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда считают частью компьютера.
ChatGPT В Питоне. Создаем телеграм бота при помощи OpenAI ChatGTP Python
Прикладное программное обеспечение предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом.
Базовое программное обеспечение. В состав базового (системного) ПО входят:
• трансляторы языков программирования;
• программы технического обслуживания.
Операционные системы (ОС) обеспечивают управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем. Одной из важнейших функций ОС является автоматизация процессов ввода-вывода информации, управления выполнением прикладных задач, решаемых пользователем. ОС загружает нужную программу и память ЭВМ и следит за ходом се выполнения; анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и дает указания о том, что необходимо сделать, если возникли затруднения.
Исходя из выполняемых функции, ОС можно разбить на три группы:
• однозадачные (однопользовательские) — предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей;
• многозадачные (многопользовательские) — обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени;
• сетевые — связаны с появлением локальных и глобальных сетей. Они предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети.
Рис. 1. Базовое (системное) программное обеспечение
Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в кажды» конкретный моменте одной конкретной задачей. Типичным представителем таких операционных систем является MS-DOS (разработанная фирмой Microsoft). Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени (в памяти ЭВМ находится несколько программ — задач, — и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами). Типичными представителями подобного класса ОС являются: UNIX, OS 2 корпорации IBM, Microsoft Windows 95, Microsoft Windows NT и некоторые другие.
Планирование и автозапуск Python скриптов по времени
Сетевые операционные системы связаны с появлением локальных н глобальных сетей 11 предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями сетевых ОС являются: Novell NetWare, Microsoft Windows NT, Banyan Vines, IBM LAN, UNIX, Solaris фирмы Sun. Более подробно тины ОС и их функции описаны в специальных разделах настоящего учебника. Здесь же укажем на основные тенденции развития ОС:
• снижение цен па операционные системы;
• переход многих функций ОС, реализовывавшихся в виде программ, к реализации в виде микропрограмм, «зашитых» в аппаратную часть компьютера;
• обеспечение работы многопроцессорных компьютеров;
• обеспечение совместимости программ для различных типов (поколении) компьютеров;
• обеспечение выполнения параллельных программ;
• создание ОС, в которых отдельные функции реализуются в процессорах разных компьютеров, образующих распределенную вычислительную сеть.
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:
• улучшающие пользовательский интерфейс;
• защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
• ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:
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 являются как бы настройками над операционной системой. 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 и автономные программы имеют узкоспециализированное назначение и выполняют каждая свою функцию. Но утилиты, в отличии 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 но их функциям и способам реализации является достаточно размытой и весьма условной. Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном но обслуживанию дисков и файловой системы. Эти утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:
• обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т. д.);
• обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);
• создание и обновление архивов;
• предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;
• печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;
• защита от компьютерных вирусов. Программные средства антивирусной защиты обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Термином «вирус» обозначается программа, способная размножаться, внедряясь в другие программы, совершая при этом различные нежелательные действия.
Из утилит, получивших наибольшую известность, можно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities.
Прикладное программное обеспечение.
Прикладное программное обеспечение (рис. 2) предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) пользователя. Прикладное программное обеспечение работает под управлением базового ПО, в частности операционных систем. В состав прикладного ПО входят:
• пакеты прикладных программ различного назначения;
• рабочие программы пользователя и ИС в целом.
Рис. 2. Прикладное программное обеспечение
Пакеты прикладных программ являются мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры по обработке информации.
В настоящее время имеется широкий спектр ППП, различающихся по своим функциональным возможностям и способам реализации.
Пакет прикладных программ (ППП) — это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение).
Различают следующие типы ППП: общего назначения (универсальные); методо-ориентированные; проблемно-ориентированные; глобальных сетей; организации (администрирования) вычислительного процесса.
ППП общего назначения — универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и информационных систем в целом.
К этому классу ППП относятся:
• редакторы текстовые (текстовые процессоры) и графические;
• системы управления базами данных (СУБД);
• оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта.
ППП общего назначения — универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и информационных систем в целом. К этому классу ППП относятся:
• редакторы текстовые (текстовые процессоры) и графические. Редактором называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстрации;
• электронные таблицы. Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки таблиц. Данные в таблице хранятся в ячейках, находящихся на пересечении столбцов и строк. В ячейках могут храниться числа, символьные данные и формулы. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержимого других ячеек.
Изменение содержимого ячейки приводит к изменению значений в зависящих от нее ячейках.
• системы управления базами данных (СУБД). База данных — это совокупность специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске. Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, то есть добавление, удаление, извлечение, обновление и т. д.;
• интегрированные пакеты. Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.
• сase-технологии. CASE-технологии применяются при создании сложных информационных систем, обычно требующих коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты. Под CASE-технологией понимается совокупность средств автоматизации разработки информационной системы, включающей в себя методологию анализа предметной области, проектирования, программирования и эксплуатации ИС.
• оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта. Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области. Имеются две основные формы представления знаний в ЭС: факты и правила. Факты фиксируют количественные и качественные показатели явлений и процессов.
Правила описывают соотношения между фактами, обычно в виде логических условий, связывающих причины и следствия. Для решения задач подобного класса используются так называемые экспертные системы. Экспертные системы — это системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов.
Метод-ориентированные ППП. Метод-ориентированные ППП отличаются тем, что в их алгоритмической основе реализован какой-либо экономико-математический метод решения задачи. К ним относятся ППП:
• математ программирования (линейного, динамического, статистического и т. д.);
• сетевого планирования и управления;
• теории массового обслуживания;
Проблемно-ориентированные ППП. Это наиболее широкий класс пакетов прикладных программ. Практически нет ни одной предметной области, для которой не существует хотя бы одного ППП. Проблемно-ориентированными ППП называются программные продукты, предназначенные для решения какой-либо задачи в конкретной функциональной области.
ППП глобальных сетей ЭВМ. Основным назначением глобальных вычислительных сетей является обеспечение удобного, надежного доступа пользователя к территориально распределенным общесетевым ресурсам, базам данных, передаче сообщений и т. д. Для организации электронной почты, телеконференций, электронной доски объявлений, обеспечения секретности передаваемой информации в различных глобальных сетях ЭВМ используются стандартные (в этих сетях) пакеты прикладных программ. В качестве примера можно привести стандартные ППП глобальной сети Internet:
• средства доступа и навигации — Netscape Navigator, Microsoft Internet, Explorer;
• электронная почта (Mail), например, Eudora. В банковской деятельности широкое распространение получили стандартные ППП, обеспечивающие подготовку и передачу данных в международных сетях Swift, Sprint, Reuters.
ППП организации (администрирования) вычислительного процесса. Для обеспечения организации администрирования вычислительного процесса в локальных и глобальных сетях ЭВМ в более чем 50% систем мира используется ППП фирмы Bay Networks (США), управляющее администрированием данных, коммутаторами, концентраторами, маршрутизаторами, графиком сообщений.
Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом.
Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.
Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.
Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит:
· программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;
· программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;
· программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
· антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;
· программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
· программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
· коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;
· программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.
Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.
Итак, базовое и прикладное программное обеспечение в целом является инструментарием для разработки и эксплуатации рабочих программ конечных пользователей и информационной системы в целом. Кроме того, на практике встречаются оригинальные задачи, которые нельзя решить имеющимися прикладными программными продуктами либо с использованием ППП. Результаты получаются в форме, не удовлетворяющей конечного пользователя. В этом случае с помощью систем программирования или алгоритмических языков разрабатываются оригинальные программы, учитывающие требования и условия решения задачи.
В ближайшие пять лет ожидается резкое увеличение сложности программного обеспечения, предназначенного для информационных систем различного класса. Следствием этого станет ужесточение требований к характеристикам компьютеров, сетевого оборудования, пропускной способности каналов связи, а также определение оптимального распределения нагрузки в узлах ИС, в которых ресурсы закрепляются за конечным пользователем по принципу «ровно столько, сколько нужно». Поэтому для всех подразделений компаний необходимо подобрать наиболее удачную конфигурацию сервера и состав программного обеспечения и сбалансировать распределение нагрузки между центральным сервером, локальными серверами и рабочими станциями конечных пользователей в каждом подразделении предприятия. В конечном счете, от этого зависит адекватный выбор аппаратных и программных средств для системы, причем для каждой конкретной ИС эта проблема требует индивидуального подхода. Однако некоторые общие принципы балансировки системы можно привести.
Функциональные задачи, решаемые на уровне предприятия (бизнес-план, финансы, управление кадрами, бухгалтерский учет и т. п.), будут выполняться в основном средствами главного информационного центра и активно использовать центральную корпоративную базу данных, интегрированную на верхних уровнях иерархии системы. В связи с этим роль локальных серверов и рабочих станций будет сведена здесь к минимуму.
Задачи автоматизации бизнес-процессов (функциональных подсистем), связанных с конкретными направлениями деятельности предприятия (например, автоматизация распределения продукции, контроль за инвентаризацией и продажей товаров, выполнение электронных трансфертных операций или управление сетью розничной торговли), предполагает перенос большей части нагрузки на локальные серверы соответствующих подразделений компании.
Анализ эффективности централизованной и децентрализованной организации системы для различных видов приложений, составляющих типовой набор нагрузки ИС, показывает, что:
• персональные приложения (текстовые редакторы, электронные таблицы и т. п.) практически не чувствительны к способу организации системы — децентрализованная сетевая модель не намного дешевле централизованной;
• эффективность средств поддержки принятия решений в централизованном и децентрализованном вариантах примерно одинакова с небольшим преимуществом централизованного варианта;
• для оперативной обработки транзакций, администрирования и организации вычислительного процесса ИС в целом наилучшим решением является централизованная сеть, в которой и данные и приложения сосредоточены на сервере, а роль рабочих станций ограничена поддержкой интерфейса пользователя, что позволяет примерно в два раза повысить эффективность системы по сравнению с децентрализованной моделью.
Эта информация была найдена на сайтах
Источник: kazedu.com
Состав операционной системы и ее основные функции
Любой компьютер состоит из технического обеспечения (hardware) и функционирует, решает задачи с помощью программного обеспечения (software).
Структура программного обеспечения достаточно сложна и неоднозначна. Эта структура несколько условная и производит классификацию программного обеспечения нестрого и только по назначению программ, хотя есть и другие критерии эффективности программного обеспечения (дружественность пользователю, тип использования и т.д.).
Приведем структуру ПО:
1. Базовое программное обеспечение (ПО).
1. Системное ПО — программы обеспечения взаимодействия пользователя и компьютера).
1. Операционные системы (ОС) — программы ОС (отладчики, загрузчики и т.д.).
2. Программы обеспечения связи с устройствами (драйверы).
3. Инструментальное ПО (программы для массовой разработки других программ).
1. Трансляторы с языков программирования.
2. Интерфейсные системы – программы обеспечения дружественного интерфейса.
3. Проблемно-ориентированные инструментальные системы (САПР, АСУ, АРМ и др.).
2. Прикладное ПО — программы обеспечения решения прикладных задач пользователя.
· Автономные программы (программы, не связываемые с другими из прикладного ПО).
· Библиотеки программ (программы, организованные по принципу библиотек книг).
· Пакеты прикладных программ, ППП (проблемно-ориентированные прикладные системы).
· Интегрированные пакеты прикладных программ — системы, состоящие из связываемых ППП).
3. Специальное (уникальное) ПО — программы, используемые для решения уникальных проблем).
Структура технического обеспечения приведена ниже и также является условной и классифицирует техническое обеспечение только по назначению.
Приведем эту структуру (некоторые блоки могут интегрироваться в другие, например, видеопамять – в блок микропроцессора).
1. Базовое техническое обеспечение (ТО):
2. Постоянная («вшитая») память – ПЗУ.
3. Оперативная («адресуемая пользователем») память – ОЗУ.
4. Регистровая память (аппаратная кэш-память).
5. Видеопамять (часто интегрируется в блоке микропроцессора).
6. Блок питания (энергетический блок).
2. Периферийное ТО:
1. Устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер и др.).
2. Устройства вывода (дисплей, принтер и др.).
3. Устройства (накопители) внешней памяти (СD, оптический накопитель, flash и др.).
4. Устройства согласования устройств в сети (модем и др.).
3. Специализированное ТО (устройства, используемые для решения уникальных проблем).
Охарактеризуем программное обеспечение (ПО) компьютера (компьютерной системы, сети).
Наиболее сложный и важный элемент ПО – это ОС.
ОС – совокупность программ, которые обеспечивают нормальную работу всех основных устройств компьютера, всех программ и данных, используемых на компьютере при решении задач.
ОС состоит из двух основных частей – управляющих программ и обрабатывающих программ и включает в себя следующие основные программы:
· диспетчер – управляющая программа для координации работы различных устройств ЭВМ, планирования использования и распределения машинного времени, аппаратуры между программами, пересылка программ из ВЗУ в ОЗУ и наоборот, распределение данных в памяти, ввод программ в выделенные участки ОЗУ, управление выполнением задачи, принятие решений в аварийных ситуациях, обнаружение и классификация ошибок и др.;
· супервизор – управляющая программа для контроля координации используемых ресурсов и последовательности действий процессора;
· отладчик – обрабатывающая программа для отладки программы;
· редактор связей – программа для формирования непосредственно выполняемой в памяти программы на машинном языке.
Основными функциями ОС являются:
· выполнение очередного по приоритету задания и отслеживание очередности;
· управление распределением данных в памяти и извлечением их из памяти;
· управление устройствами, их актуализация по мере необходимости (по требованиям программ);
· восстановление работоспособности при сбоях;
· управление работой арифметико-логического командного устройства процессора.
Данные, привлекаемые при решении задач, ОС с помощью специальных программ отображает на реальные физические структуры, носители данных. Для этих целей используется так называемая файловая система обмена данными между программами пользователя и ОС.
Файл – именованный структурированный набор однотипных последовательностей данных, обычно хранимый на внешнем носителе и копируемый для работы с ним по мере надобности в ОЗУ.
Файловая система должна обеспечивать выполнение основных операций над файлами: создание, модификация (в том числе расширение и сжатие), уничтожение, чтение (запись), перемещение файла.
Файловая система ведет справочник файлов, где регистрируются файлы активные, используемые в данном задании в данный момент.
Различают следующие ОС:
- однозадачные, используемые для решения в каждый момент времени только одной задачи;
- многозадачные мультипрограммной обработки, загружающие в ОЗУ последовательность (пакет) независимых задач, а затем решающие эти задачи по очереди, выделяя каждой из них ресурсы компьютера (память, процессор, внешнее устройство) на некоторый промежуток времени, например, на 0,1 с (за такой небольшой промежуток времени компьютер с быстродействием 1 млн операций в секунду и очередностью в 10 программ, в каждой программе произведет около 100000 операций);
- реального времени, которые обрабатывают порции данных по мере их поступления от источника информации, например от летящей ракеты и др.
Инструментальная система – это программная среда.
Пример. Рассмотрим инструментальную среду – графический редактор, который позволяет визуализировать графические объекты двумя основными способами: векторно или растрово.
Векторный подход динамически постепенно формирует на экране (который рассматривается как некоторое координатное пространство) объект по его представлению, составленному из графических примитивов.
Растровый подход формирует на экране весь объект целиком на основе его макета (шаблона, графических примитивов в видеопамяти), состоящего из отдельных кластеров пикселей в некоторой пиксельной двухмерной матрице (аналоге листа для рисования с декартовой системой координат).
В этой матрице записывается информация о яркости и цвете кластера изображения (на один пиксель иногда 1-2 байта и более), а сама матрица может иметь размерность 1024×1024 пикселей и более.
Сформированное в пиксельной матрице изображение хранится в видеопамяти дисплея и выводится на экран в режиме кадровой регенерации.
Изображение в цвете (рисование в цвете) – это манипуляция пикселями этой матрицы. Графические 3D -редакторы изображений позволяют не только конструировать 3D -объекты, но и перемещать их по задаваемой траектории, то есть осуществлять анимацию. Одной из мощных графических сред является пакет 3D -Studio Max фирмы Autodesk. Кроме этого пакета, широко используются графические пакеты:
- Microsoft Visio – для работы с деловой и компьютерной графикой;
- AutoCAD – для автоматизации проектно-конструкторских работ;
- Adobe Photoshop, CorelDraw, PaintBrush, для работы с растровой графикой.
Проблемно-ориентированные инструментальные системы служат для решения достаточно широкого класса задач некоторой профессиональной, проблемной ориентации:
· САПР – системы автоматизации проектирования,
· АСУ – автоматизированные системы управления,
· АРМ – автоматизированные рабочие места,
· СУБД – система, обеспечивающая интерфейс программ пользователя и данных из базы данных,
· ЭС – экспертные системы, системы накопления, хранения и актуализации опыта, знаний, умений, навыков (экспертных суждений) экспертов и др.
Автономные программы – это те программы, которые в громадном количестве ежедневно разрабатываются и используются для различных прикладных целей (обучения, вычисления, моделирования и т.д.).
Библиотеки программ – совокупность программ для решения задач определенной направленности (например, решения систем алгебраических уравнений), с описанием, каталогом, инструкциями и размещенные на внешних носителях таким образом, чтобы иметь возможность легко подключаться к решаемой задаче (к выполняемой программе) по ходу ее решения.
Пакет прикладных программ (ППП) состоит из следующих обязательных частей:
1. Описания, представления класса задач, решаемых с помощью ППП;
2. Комплекса программ, обеспечивающих построение прикладных программ ППП (технологической цепочки);
3. Комплекса прикладных программ, обеспечивающих решение задач из предметной области ППП;
4. Входного языка (языка запросов) ППП;
5. Базы данных для хранения данных, передача их модулям ППП;
6. Монитора (управляющая программа) ППП, обеспечивающая ввод задания (запроса), его расшифровку и построение технологической цепочки из модулей ППП для поиска ответа.
Функциональная система интегрированного пакета программ состоит не из модулей (как в ППП), а из ППП.
Пример. Наиболее распространенный интегрированный пакет прикладных программ – MS Office (пакет автоматизации работы в офисе). В его ядро входят следующие пакеты: Word – текстовый редактор, Excel – электронная таблица, Access – СУБД, PowerPoint – система презентации и др.
Специальное (или уникальное) ПО разрабатывается для решения очень важных, уникальных проблем.
Пример. К такому классу ПО можно отнести программную систему управления кораблем «Шатл».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Программные средства реализации информационных процессов
Любой компьютер состоит из технического обеспечения (hardware) и функционирует, решает задачи с помощью программного обеспечения (software).
Структура программного обеспечения достаточно сложна и неоднозначна (в том смысле, что все программы не могут быть отнесены к тому или иному классу этой структуры однозначно, односложно). Эта структура несколько условная и производит классификацию программного обеспечения нестрого и только по назначению программ, хотя есть и другие критерии эффективности программного обеспечения (дружественность пользователю, тип использования и т.д.).
Базовое программное обеспечение (по).
Системное ПО программы обеспечения взаимодействия пользователя и компьютера).
Операционные системы (ОС) — программы ОС (отладчики, загрузчики и т.д.).
Программы обеспечения связи с устройствами (драйверы), тестирования их.
- Инструментальное ПО (программы для массовой разработки других программ).
- Проблемно-ориентированные инструментальные системы (САПР, АСУ, АРМ и др.).
Прикладное программное обеспечение.
Прикладное ПО — программы обеспечения решения прикладных задач пользователя). Автономные программы (программы, не связываемые с другими из прикладного ПО). Библиотеки программ (программы, организованные по принципу библиотек книг). Пакеты прикладных программ, ППП (проблемно-ориентированные прикладные системы).
Интегрированные пакеты прикладных программ — системы, состоящие из связываемых ППП). Специальное (уникальное) ПО — программы, используемые для решения уникальных проблем). Охарактеризуем программное обеспечение (ПО) компьютера (компьютерной системы, сети).
Операционные системы
Наиболее сложный и важный элемент ПО – это ОС. ОС – совокупность программ, которые обеспечивают нормальную работу всех основных устройств компьютера, всех программ и данных, используемых на компьютере при решении задач.
ОС состоит из двух основных частей – управляющие программы и обрабатывающие программы и включает в себя следующие основные программы: диспетчер – управляющая программа для координации работы различных устройств ЭВМ, планирования использования и распределения машинного времени, аппаратуры между программами, пересылка программ из ВЗУ в ОЗУ и наоборот, распределение данных в памяти, ввод программ в выделенные участки ОЗУ, управление выполнением задачи, принятие решений в аварийных ситуациях, обнаружение и классификация ошибок и др.; супервизор – управляющая программа для контроля координации используемых ресурсов и последовательности действий процессора; отладчик – обрабатывающая программа для отладки программы; редактор связей – программа для формирования непосредственно выполняемой в памяти программы на машинном языке. Основными функциями ОС являются: выполнение очередного по приоритету задания и отслеживание очередности; управление распределением данных в памяти и извлечением их из памяти; управление устройствами, их актуализация по мере необходимости (по требованиям программ); восстановление работоспособности при сбоях; управление работой арифметико-логического командного устройства процессора.
Данные, привлекаемые при решении задач, ОС с помощью специальных программ отображает на реальные физические структуры, носители данных. Для этих целей используется так называемая файловая система обмена данными между программами пользователя и ОС.
Файл – именованный структурированный набор однотипных последовательностей данных, обычно хранимый на внешнем носителе и копируемый для работы с ним по мере надобности в ОЗУ. Файловая система должна обеспечивать выполнение основных операций над файлами: создание, модификация (в том числе расширение и сжатие), уничтожение, чтение (запись), перемещение файла.
Файловая система ведет справочник файлов, где регистрируются файлы активные, используемые в данном задании в данный момент. ОС бывают различного типа: однозадачные, используемые для решения в каждый момент времени только одной задачи; многозадачные мультипрограммной обработки, загружающие в ОЗУ последовательность (пакет) независимых задач, а затем решающие эти задачи по очереди, выделяя каждой из них ресурсы компьютера (память, процессор, внешнее устройство) на некоторый промежуток времени, например, на 0,1 с (за такой небольшой промежуток времени компьютер с быстродействием 1 млн операций в секунду и очередностью в 10 программ, в каждой программе произведет около 100000 операций); реального времени, которые обрабатывают порции данных по мере их поступления от источника информации, например от летящей ракеты и др.
Пример. ОС Linux – многопользовательская сетевая ОС с оконным графическим интерфейсом для персональных компьютеров и рабочих станций. Это открытая система (Open Code System) – исходные тексты распространяются с лицензией на свободное копирование, модификацию и установку для неограниченного числа пользователей.
Разработана система Линусом Торвалдсом (Linus Torvalds) из университета Хельсинки и модифицируется всеми пользователями и др. Основные возможности ОС Linux: возможность бесплатного и легального получения и использования исходных кодов ОС; высокое быстродействие, надежность, устойчивость, защищенность от вирусов; эффективная поддержка многопользовательского режима, многозадачности, интерактивности; интегрируемость компьютера с ОС Linux в различные сети и Интернет; возможность выполнения загрузочных файлов ОС Unix, DOS и Windows; богатый набор инструментальных средств для разработки прикладных программ; богатая, полная и открытая документация и исходные тексты всех компонент; использование компьютера на полную мощность, «превращение» его в аналог сервера; защита памяти процесса, экономная загрузка и динамически изменяемая память; поддержка национальных алфавитов и соглашений, расширяемость и др.
Программное базовое обеспечение системы Linux: системы программирования (C++, Pascal, Perl, ADA, Modula, Prolog, Java, Python и другие); динамические библиотеки программ; сетевое обеспечение на базе протоколов TCP/IP; поддержка электронной мультимедийной почты; поддержка основных типов СУБД; графическая сетевая оконная система; издательская система TEX , текстовый процессор LyX , основанный на TEX ; многие другие сотни программ и пакетов. Пример. Программы обеспечения связей процессора с устройствами бывают различного типа и назначения – драйверы дисплея, клавиатуры, мыши, принтера и т.д. Еще больше различных программ для тестирования (диагностики неисправностей) устройств компьютера – программы тестирования памяти, принтера, дисплея и т.д.
Источник: studfile.net