Системное программное обеспечение – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью, а также они ориентированы в основном на квалифицированных пользователей.

Системное программное обеспечение направлено:

– на создание операционной среды функционирования других программ;

– на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

– на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

– на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.)

Системное программное обеспечение делится на:

– базовое программное обеспечение – как правило, поставляется вместе с компьютером;

– сервисное программное обеспечение – может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное обеспечение – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

– операционная система;

– операционные оболочки (текстовые и графические);

– сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Существуют следующие виды операционных систем: Windows 98, Windows XP Professional, Windows Home Edition, Linux, Unix и др.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

– одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

– одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

– непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

– несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Сетевые операционные системы – это комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процесс управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.

Операционные оболочки – это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Во всем мире имеют огромную популярность такие графические оболочки MS DOS как Windows 3.1, Windows 3.11 for WorkGroup, которые позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор, картотека и т.п.) и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим:

– программы диагностики работоспособности компьютера;

– антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;

– программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;

07.02.03, 08.02.03, 10.02.03, 15.02.03, 16.02.03, 19.02.03

OS - basic 02. Прикладное и системное ПО. Архитектура ОС.

Прикладное и системное ПО. ОС, Системы управления файлами, пользовательские интерфейсные оболочки, системы программирования, утилиты. Архитектура ОС. Ядро и вспомогательные модули ОС. Ядро в привилегированном режиме. Микроядерная архитектура. Средства аппаратной поддержки ОС. Поддержка привилегированного режима, средства трансляции адресов, средства переключения процессов, системный таймер, система прерываний, средства защиты областей памяти. Прикладная среда.

2.1 Системное и прикладное по

Все программное обеспечение (ПО) ЭВМ можно разделить на две группы: прикладное и системное ПО.

Прикладное ПО - программное обеспечение, состоящее из отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей и созданных на их основе автоматизированных систем.

Прикладная программа - программа, предназначенная для решения каких-либо задач пользователей в определенной области применения (бухгалтерской, юридической, медицинской и т. д.).

Пакет прикладных программ - комплект программ, предназначенных для решения задач из определенной проблемной области. Обычно применение пакета прикладных программ предполагает наличие специальной документации: лицензионного свидетельства, паспорта, инструкции пользователя и т.п.

Системное про­граммное обеспечение означает программы и комплексы программ, предназначенных для использования технических средств компьютера, и применяемых как для автоматизации разработки (создания) новых программ, так и для организации выполнения программ существующих. С этих позиций системное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

1. Операционные системы.

2. Системы управления файлами.

3. Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС.

4. Системы программирования.

5. Утилиты.

Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

Под операционной системой (ОС) обычно понимают комплекс управляю­щих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой - предназначен для наиболее эффективного использования ресур­сов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно рабо­тает под управлением ОС. На рис. 2.1 изображена обобщенная структура про­граммного обеспечения вычислительной системы. Видно, что ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не име­ет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС. Любые их команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят че­рез ОС.

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие:

прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке - в виде директив (ко­манд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), - и их обработка;

прием и исполнение запросов от других программ на запуск, приостановку, оста­новку;

инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

идентификация всех программ и данных;

Рис. 2.1 Обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы

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

обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

распределение памяти, а в большинстве современных систем и организа­ция виртуальной памяти;

планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стра­тегией и дисциплинами обслуживания;

защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных.

2. Назначение системы управления файлами - организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управле­ния файлами. Ряд ОС позволяет рабо­тать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). Необходимо различать файловую систему и систе­му управления файлами.

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки . Их основное назначение - либо расширить возмож­ности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. В качестве классических примеров интерфейсных оболочек и соответствую­щих операционных сред выполнения программ можно назвать различные варианты графического интерфейса Х Window в системах семейства UNIX (например, К Desktop Environment в Linux), разнообразные варианты интерфейсов для семейства ОС Windows компании Microsoft, которые заменяют Explorer.

Работая с графическим интерфейсом ОС, пользователь видит структуру каталогов и файлов, и практически все действия может выполнить мышью. До появления ОС с графическими интерфейсами пользователь был вынужден давать команды из командной строки. Примером такой ОС является MS DOS. В ней, например, чтобы скопировать файл, необходимо набрать команду copy filename1 filename2

Для просмотра содержимого файла в командной строке необходимо набрать команду type filename

Для пользователя это было неудобно, поскольку во-первых, отнимало много времени на набор команды и всех ее операндов, а во-вторых, заставляло пользователя работать практически «вслепую», т.к. он не мог постоянно держать перед глазами структуру файлов и каталогов, с которыми работал.

Для упрощения работы пользователя перед появлением графических оболочек были созданы алфавитно-цифровые (текстовые) пользовательские оболочки, в которых пользователь мог управлять работой, нажимая 1-2 клавиши, вместо того, чтобы набирать команду за командой. Примерами таких пользовательских оболочек могут служить Norton Commander, Far (c расширенными возможностями), Windows Commander (для Windows). В них пользователь может выполнять свои задачи используя меню команд, либо так называемые «горячие клавиши».

В настоящее время все оболочки, включая графические, имеют возможность работы с пользователем в диалоговом режиме, выдавая предупреждения, сообщения об ошибках в диалоговом окне.

Весь интерфейс, необходимый программам для обращения к ОС с целью получить определенный сервис - выполнить операцию ввода/вывода, получить или освободить участок памяти и т. д., обозначается термином операционная среда .

3. Система программирования включает прежде всего такие компоненты, как транслятор с соответствующего языка, библиотеки подпро­грамм, редакторы, компоновщики и отладчики. Не бывает самостоятельных (оторванных от ОС) систем программирования. Любая система программи­рования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС. Система программирования – это весь комплекс программных средств, предназначенных для кодирования, тестирования, отладки программного обеспечения. Примеры систем программирования: Borland Delphi, Microsoft Visual Basic, Turbo Pascal и т. д.

4. Наконец, под утилитами понимают специальные системные программы, с по­мощью которых можно как обслуживать саму операционную систему, так и подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование данных, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе и про­изводить некоторые другие работы, связанные с обслуживанием вычислитель­ной системы. К утилитам следует отнести и программу разбиения накопителя на магнитных дисках на разделы, и программу форматирования, и программу переноса основных системных файлов самой ОС. Естественно, что утилиты могут работать только в соответствующей операционной среде.

Wikispaces was founded in 2005 and has since been used by educators, companies and individuals across the globe.

Unfortunately, the time has come where we have had to make the difficult business decision to end the Wikispaces service.

We first announced the site closure in January 2018, through a site-wide banner that appeared to all logged-in users and needed to be clicked on to dismiss

During the closure period a range of banners were shown to users, including a countdown banner in the final month. Additionally, the home page of Wikispaces.com became a blog, detailing the reasons for the closure. Private Label Site Administrators were contacted separately regarding the closure

Why has Wikispaces closed?

Approximately 18 months ago, we completed a technical review of the infrastructure and software we used to serve Wikispaces users. As part of the review, it became apparent that the required investment to bring the infrastructure and code in line with modern standards was very substantial. We explored all possible options for keeping Wikispaces running but had to conclude that it was no longer viable to continue to run the service in the long term. So, sadly, we had to close the site - but we have been touched by the messages from users all over the world who began creating wikis with it and now running them on new platforms.

We would like to take this opportunity to thank you for your support over the years.

Что такое программное обеспечение

Возможности современного ПК столь велики, что все большее число людей находят ему применение в своей работе, учебе, быту. Важнейшим качеством современного компьютера является его «дружественность» по отношению к пользователю. Общение человека с компьютером стало простым, наглядным, понятным. Компьютер сам подсказывает пользователю, что нужно делать в той или иной ситуации, помогает выходить из затруднительных положений. Это возможно благодаря программному обеспечению компьютера.

Снова воспользуемся аналогией между компьютером и человеком. Новорожденный человек ничего не знает и не умеет. Знания и умения он приобретает в процессе развития, обучения, накапливая информацию в своей памяти. Компьютер, который собрали на заводе из микросхем, проводов, плат и прочего, подобен новорожденному человеку. Можно сказать, что загрузка в память компьютера программного обеспечения аналогична процессу обучения ребенка. Создается программное обеспечение программистами.

Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение (ПО).

Программное обеспечение компьютера постоянно пополняется, развивается, совершенствуется. Стоимость установленных программ на современном ПК зачастую превышает стоимость его технических устройств. Разработка современного ПО требует очень высокой квалификации от программистов.

Типы программного обеспечения

В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным ПО. Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным программным обеспечением, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор. Кроме системного ПО в состав программного обеспечения компьютера входят еще прикладные программы и системы программирования.

Программное обеспечение компьютера делится на:

Системное ПО;
- прикладное ПО;
- системы программирования.
О системном ПО и системах программирования речь пойдет позже. А сейчас познакомимся с прикладным программным обеспечением.
Состав прикладного программного обеспечения
Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

Как правило, все пользователи предпочитают иметь набор прикладных программ, который нужен практически каждому. Их называют программами общего назначения. К их числу относятся:

Текстовые и графические редакторы, с помощью которых можно готовить различные тексты, создавать рисунки, строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;

Системы управления базами данных (СУБД), позволяющие превратить компьютер в справочник по любой теме;

Табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;

Коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные для обмена информацией с другими компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Очень популярным видом прикладного программного обеспечения являются компьютерные игры. Большинство пользователей именно с них начинает свое общение с ЭВМ.

Кроме того, имеется большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

Системное программное обеспечение

Систе́мное програ́ммное обеспе́чение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное 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 прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

Операционные системы

Операционная система - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.
Функции ОС
Основные функции (простейшие ОС):
Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.
Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).
Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе. Пользовательский интерфейс.
Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции :
Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).
== Понятие операционной системы
==

Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.
Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки - также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры - могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: файрволов, маршрутизаторов).

Основные идеи ОС

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Встроенные программы

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

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 - мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
Управления параметрами оборудования - ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
Контроля показателей - проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
Расширения возможностей - форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.

Типы утилит

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

Прикладное программное обеспечение

Прикладная программа или приложение - программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке - вспомогательные программы.
Классификация

По типу
программные средства общего назначения
Текстовые редакторы
Системы компьютерной вёрстки
Графические редакторы
СУБД
программные средства специального назначения
Экспертные системы
Мультимедиа приложения (Медиаплееры, программы для создания/редактирования видео, звука, Text-To-Speech и пр.)
Гипертекстовые системы (Электронные словари, энциклопедии, справочные системы)
Системы управления содержимым
программные средства профессионального уровня
САПР
АРМ
АСУ
АСУ ТП
АСНИ
Геоинформационные системы
Биллинговые системы
CRM
По сфере применения
Прикладное программное обеспечение предприятий и организаций. Например, финансовое управление, система отношений с потребителями, сеть поставок. К этому типу относится также ведомственное ПО предприятий малого бизнеса, а также ПО отдельных подразделений внутри большого предприятия. (Примеры: Управление транспортными расходами, Служба IT поддержки)
Программное обеспечение обеспечивает доступ пользователя к устройствам компьютера.
Программное обеспечение инфраструктуры предприятия. Обеспечивает общие возможности для поддержки ПО предприятий. Это системы управления базами данных, серверы электронной почты, управление сетью и безопасностью.
Программное обеспечение информационного работника. Обслуживает потребности индивидуальных пользователей в создании и управлении информацией. Это, как правило, управление временем, ресурсами, документацией, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, программы-клиенты для электронной почты и блогов, персональные информационные системы и медиа редакторы.
Программное обеспечение для доступа к контенту. Используется для доступа к тем или иным программам или ресурсам без их редактирования (однако может и включать функцию редактирования). Предназначено для групп или индивидуальных пользователей цифрового контента. Это, например, медиа-плееры, веб-браузеры, вспомогательные браузеры и др.
Образовательное программное обеспечение по содержанию близко к ПО для медиа и развлечений, однако в отличие от него имеет четкие требования по тестированию знаний пользователя и отслеживанию прогресса в изучении того или иного материала. Многие образовательные программы включают функции совместного пользования и многостороннего сотрудничества.
Имитационное программное обеспечение. Используется для симуляции физических или абстрактных систем в целях научных исследований, обучения или развлечения.
Инструментальные программные средства в области медиа. Обеспечивают потребности пользователей, которые производят печатные или электронные медиа ресурсы для других потребителей, на коммерческой или образовательной основе. Это программы полиграфической обработки, верстки, обработки мультимедиа, редакторы HTML , редакторы цифровой анимации, цифрового звука и т. п.
Прикладные программы для проектирования и конструирования. Используются при разработке аппаратного («Железо») и программного обеспечения. Охватывают автоматизированный дизайн (computer aided design - CAD), автоматизированное проектирование (computer aided engineering - CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной среды разработки (Integrated Development Environments), интерфейсы для прикладного программирования (Application Programmer Interfaces).
Ссылки на используемые ресурсы

Программное обеспечение компьютера – это совокупность программ, процедур, инструкций, а так же связанной с ними технической документацией, позволяющих использовать ЭВМ для решения поставленных задач.

Программное обеспечение призвано:

Обеспечить работоспособность ЭВМ;

Обеспечить взаимодействие пользователя с ЭВМ;

Расширить ресурсы вычислительной системы;

Повысить эффективность используемых ресурсов;

Повысить производительность и качество труда пользователя.

Между отдельными программами математического или программного обеспечения (ПО) компьютерной системы, как и между ее узлами и блоками, существует тесная взаимосвязь. Такая взаимосвязь обеспечивается распределением ПО между несколькими взаимодействующими уровнями. Каждый вышележащий уровень, опираясь на программное обеспечение нижележащих уровней, повышает функциональность всей системы.

Взаимосвязь между уровнями и программами системного ПО можно представить с помощью схемы (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Уровни и программы системного программного обеспечения

Базовое ПО в архитектуре компьютера занимает особое положение. С одной стороны, его можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, оно является одним из программных модулей операционной системы.

Основу системного ПО составляют программы, входящие в операционные системы (ОС) компьютеров. Задача таких программ - управление работой всех устройств компьютерной системы и организация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в компьютере во время выполнения программ. Сюда относятся и программы, обеспечивающие отображение информации на дисплее в удобном для пользователя виде, диалоговые программы для общения на ограниченном естественном языке, а также системы трансляции, переводящие на машинный язык программы, написанные на языках программирования.

Другой комплекс программ - служебные. 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.

Вся совокупность программ, образующих ту программную среду, в которой работает компьютер и называется системным программным обеспечением. И чем богаче системное ПО, тем продуктивнее становится работа на компьютере.

Однако в программную среду, наряду с полезными, могут входить и программы, нарушающие ее работу. Это различные программы для несанкционированного доступа к данным и программам, компьютерные вирусы и другие программные средства, с помощью которых «взламывается» защита программной среды.

Рассмотрим более подробно программы, входящие в системное программное обеспечение компьютера.

Базовое программное обеспечение. Базовое ПО, или BIOS, представляет программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой составляющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимающих промежуточное положение между аппаратурой и программным обеспечением.

Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System - базовая система ввода/вывода. Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой. В последнее время ее назначение и функции значительно расширились.

Второй важной функцией BIOS является процедура тестирования (POST - Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера.

В процедуру тестирования входят:

Проверка работоспособности системы управления электропитанием;

Инициализация системных ресурсов и регистров микросхем;

Тестирование оперативной памяти;

Подключение клавиатуры;

Тестирование портов;

Инициализация контроллеров, определение и подключение жестких дисков.

В процессе инициализации и тестирования оборудования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в CMOS - специальной энергозависимой памяти, расположенной на системной плате. Хранение данных в CMOS поддерживается специальной батарейкой, а информация обновляется всякий раз при изменении каких-либо настроек BIOS. Именно эта память хранит последние сведения о системных компонентах, текущую дату и время, а также пароль на вход в BIOS или загрузку операционной системы (если он установлен). При выходе из строя, повреждении или удалении батарейки все данные в CMOS-памяти обнуляются.

Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров. Определив тип устройства загрузки, BIOS приступает к поиску программы - загрузчика ОС на носителе или переадресует запрос на загрузку на BIOS другого устройства. Когда ответ получен, программа загрузки помещается в оперативную память, откуда и происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств операционной системы.

С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию - управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX (Advanced Technology extended - расширенная продвинутая технология) - и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configuration and Power Interface - продвинутый интерфейс конфигурирования и управления потребляемой мощностью). Существует также спецификация АРМ (Advanced Power Management - продвинутое управление потребляемой мощностью). Отличие их состоит в том, что ACPI выполняется в основном средствами ОС, а АРМ - средствами BIOS.

Фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения для BIOS, очень мало. Из наиболее известных можно выделить три: Award Software (Award BIOS), American Megatrends, Inc. (AMI BIOS) и Microid Research (MR BIOS). Но на подавляющем большинстве компьютеров сегодня применяются различные версии BIOS компании Award Software. Пользовательский интерфейс разных версий и разных производителей BIOS может сильно отличаться, но системные вызовы строго стандартизированы.

Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограммируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате (на этой микросхеме есть яркая голографическая наклейка с логотипом фирмы - разработчика ПО для BIOS).

Операционная система – это целый комплекс управляющих программ, выступающих в качестве и интерфейса между компонентами персонального компьютера и обеспечивающих эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система обеспечивает взаимосвязь и управление всеми элементами компьютера и выполняемыми программами. Загрузка операционной системы производиться при включении компьютера. Более подробно операционную системы мы рассмотрим в разделе 3.2.

Операционные оболочки (файловые менеджеры) – это программы, которые позволяют осуществить действия по управлению ресурсами компьютера в рамках более развитого, удобного и интуитивно понятного пользователю интерфейса. Это программные продукты, делающие общение пользователя с компьютером более комфортным. Это самостоятельные программы, целью которых является облегчение работы пользователя с операционной системой, с каталогами и файлами.

По своей сути все файловые менеджеры выполняют сходные функции – операции с файлами: копирование, перемещение, удаление, переименование, просмотр, сортировка, сравнение и многое других операций. Так же имеется возможность проведения групповых операций с файлами. Именно от менеджера зависит удобство работы, комфорт, и значит, и производительность труда пользователя. Различий между такими программами мало, и предпочтение той или иной определяется привычка пользователя.

Norton Commander – это самый первый и популярный в 1980-е годы был файловый менеджер, созданный всемирно известной компанией Symantec. В свое время он стоял своеобразным эталоном в компьютерной среде. Но прогресс не стоял на одном месте. С развитием компьютерной индустрии и появление более совершенной техники, и соответственно и нового программного обеспечения, Нортон отдал свои позиции другим менеджерам, более функциональным и совершенным.

Far manager – создан автором известного архиватора WinRar Евгением Рошалем. Он создал специально для операционной системы Windows и работает независимо от установленной версии Windows. Программа понимает длинные имена файлов, корректно работает с русскими буквами. До настоящего времени эта программа остается одним из самых популярных менеджеров.

Windows Commander наравне с Far является такой же популярной программой, которая в настоящее время стала называться Total Commander. Программа глубоко интегрирована в операционную систему и позволяет получить доступ практически к любому файлу, имеет достаточно гибкие возможности по настойке, позволяет увеличивать свои возможности за счет установки дополнительных расширений.

Между Far manager и Total Commander много сходства, в них полностью совпадают основные клавиатурные команды. Различия состоят в основном во внешнем виде окон, в частности, в их цветовом оформлении.

Языки программирования. Даже наличии десятка тысяч готовых программ пользователям может понадобиться нечто такое, чего не делают или делают не так имеющиеся готовые программы. В этих случаях для разработки новых программ используются системы программирования – совокупность программ, используемых для автоматизации процесса разработки программ.

Языка программирования – это языки записи программ для ЭВМ. Первыми языками программирования были языки Алгол, Фортран, Бейсик, Паскаль.

Существующие в настоящее время языки программирования можно отнести к четырем группам. Следует заметить при этом, что нет такого языка, который удовлетворял бы всем областям программирования и интересам всех программистов. Такой язык в каждом случае приходиться выбирать разработчику программы, исходя из уровня квалификации и собственных предпочтений.

Языки программирования низкого уровня . Языки программирования низкого уровня – это машинные языки – (языки Ассемблера). Команды такого языка больше понятны процессору, чем пользователю. Язык Ассемблер предназначен для написания системных программ, используется в основном системными программистами, разрабатывающими программы, которые управляют работой вычислительной машины и автоматизирую процесс разработки прикладных программ.

Поскольку команды разных процессоров различны, то при использовании таких языков приходиться их выучивать для каждого конкретного процесса. По этим же причинам написание программы нельзя перенести на другой процессор. В настоящее время на низкоуровневых языках пишутся в основном драйверы устройств и составные части операционных систем для персонального компьютера и суперкомпьютера. К таким языка относятся языки Ассемблер и в некоторой мере Си.

Языки программирования высокого уровня . Языки программирования высокого уровня – это немашинные языки. Они более понятны нам, нежели компьютеру, однако это не мешает создавать на них практически все существующие программы для персональных компьютеров. Высокоуровневые языки программирования облегчают труд программистов, в них заложены важные функции, выполнение которых на языке низкого уровня потребовало бы тысячи строк кода.

Самым массовым языком считается Basic, разработанный в 1960-х годах в качестве учебного языка. Известны версии Visual Basic7 и QBasic. Язык программирования Pascal разработал Н.Вирт – основоположник множества идей программирования в конце 1970-х годов. В Паскале имеются возможности для создания крупных проектов, но он успешно применяется для небольших программ. Delphi2006 является на данный момент наиболее мощной визуальной средой Паскаля.

К языкам высокого уровня относятся:

Процедурно-ориентированные языки. Являются средством записи процедур или алгоритмов обработки информации для определенного класса задач. К ним относятся языки – Фортран, Бейсик, Си (С), Паскаль.

Проблемно-ориентированные языки. Появились в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники и возникновением целых классов новых задач, для которых надо было найти решение. К ним относятся языки – Лисп, Пролог.

Объектно-ориентированные языки. Представляют собой развитие версии процедурных и проблемных языков. Программирование с помощью языков данной группы простое и наглядное. К языкам этой группы относятся – Visual Basic, Delphi, Visual Fortran, С++(С), Prolog.

Для операционной системы Windows фирма Microsoft создала в середине 1990-х годов семейство языков Visual Basic как базового средства разработки программного обеспечения для персональных компьютеров.

Языки Web-программирования. Развитие сети Интернет привело к появлению качественно новых языков – языков программирования для сетей:

Основной и самый первый язык этого класса – это HTML, язык для формирования документа. Подавляющее число Интернет-языков подчиняются его правилам и зависят от него.

Язык Java – это машинонезависимый язык программирования для корпоративных сетей ЭВМ, создания фирмой Sun.

Язык Javascript – это язык гипертекстовых подпрограмм (скриптов), которые могут выполняться браузерами на любых персональных ЭВМ, подключенных к локальной или глобальной сети ЭВМ. Этот язык признан международных стандартом языка скриптов для всех браузеров.

PHP – это наиболее популярный интерпретируемый Интернет-язык. На нем основаны многие Web-сайты. Он довольно прост, позволяет создавать неплохие системы управления сайтами.

Perl. По мощности значительно превосходит тип Си. В него введено множество функций работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных.

Языки программирования баз данных . Реляционные базы данных – это наборы таблиц, состоящие из строк и столбцов. Каждая таблица имеет фиксированное число столбцов, задаваемых в ее описании, и переменное число строк, которое можно меняться при работе с базой данных.

От остальных языков программирования языки программирования баз данных отличаются своей задачей – управлять базами данных. Структурированный язык запросов SQL является единым языком работы с базами данных. Этот язык понимаю любые системы управления базами данных (СУБД), но помимо этого во многих СУБД имеется также свой уникальный язык, ориентированный именно на эту СУБД и не переносимый на другие.

Основными типами запросов в языке SQL является:

Создание таблиц и баз данных;

Выборка информации из баз данных;

Редактирование информации в базе данных;

Администрирование баз данных.

Как и многие языки программирования, SQL имеет несколько разновидностей. Так, My SQL – это усовершенствованный SQL, ориентированный в основном на Web-разработки, хотя может использоваться и как обычная база данных.

Интерпретирующие и компилирующие языки. Создавать программы на машинном языке программирования достаточно сложно. Для облегчения этого процесса были разработаны немашинные языки – языки программирования высокого уровня, которые работают посредством трансляционных программ.

Трансляторы бывают двух видов:

1. Программы – интерпретаторы предназначены для непосредственного, покомандного выполнения программ для ЭВМ без перевода их на машинный язык. Они сканируют и проверяют исходный код программы. Интерпретатор сначала сканирует каждый оператор с целью прочтения его содержимого, а затем выполняет запрошенную операцию. Интерпретатор всегда готов для вмешательства в программу с целью контроля за правильностью выполнения действий. В этом – достоинства программы. Недостатком программы следует счистить малую скорость работы. Поскольку все комментарии и другие формальные детали постоянно находятся в памяти компьютера и занимают там много места, много времени тратится на выяснение того, что надо делать, вместо того, чтобы прост делать. Интерпретаторы нельзя отделить от программы, которые ими прогоняются.

2. Программы – компиляторы – это программы перевода программ для ЭВМ на машинный язык. Это трансляторы текста на машинный язык. Программа оценивает текст в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит его на машинный язык. Компилятор не исполняет заданные программы, он сам из разрабатывает. После прогона программы компиляторы больше не нужны. Основное преимущество компиляторов пред интерпретаторами состоит в значительном сокращении времени прогона программ.

Драйверы и утилиты . Это группа программ, обеспечивающих решение задач технического обслуживания и служебного взаимодействия устройств и оказания пользователю услуг общего характера.

Средств аппаратного обеспечения вычислительной техники очень много, и предусмотреть все варианты их взаимодействия невозможно. Именно за счет приложения к устройству программного средства управления – драйвера обеспечивается требуемая гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем.

Выпуская любое устройство, разработчики прикладывают к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем (они прикладываются к устройству при продаже аппаратного обеспечения на диске). Таким образом, операционная система может использовать драйверы, либо полученные от разработчиков устройств, либо драйверы из собственной базы данных, либо полученные из Интернет. Драйверы имеют точку входа для взаимодействия с прикладными программами. Загрузка таких программ может производиться вручную или автоматически.

Системные утилиты – это программы, которые работают на системном уровне, расширяют возможности операционных систем и операционных оболочек (в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами компьютера).

Системные утилиты обеспечивают:

Диагностику персонального компьютера – проверяют конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;

Оптимизацию дисков – обеспечивают более быстрый доступ к информации, хранящейся на жестком диске;

Очистку дисков – обеспечивают нахождение и удаление ненужной информации;

Ускорение доступа к данным на диске путем организации в оперативной памяти Кеш-буфера, содержащего наиболее часто используемые части диска;

Динамическое сжатие дисков – увеличивают объем информации, хранящейся на жестком диске путем ее сжатия;

Упаковку данных на жестком диске за счет применения специальных методов сжатия информации.