Файл: Конспект лекций по курсу Информатика для студентов дневной формы обучения по специальности 220200 Автоматизированные системы обработки информации и управления.pdf

48
Пакет прикладных программ
(application program package) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.
Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ.
Пользователями этого класса программных продуктов являются системные и прикладные программисты.
Инструментарий технологии программирования
- совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

49
Системное программное обеспечение
Структура системного программного обеспечения
На рис.4.2. представлена структура системного программного обеспечения -
базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.
Базовое программное обеспечение
(base software) - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.
Сервисное программное обеспечение
- программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.
Системное программное обеспечение
Базовое программное обеспечение
Сервисное программное обеспечение
Операционная система
Операционная оболочка
Программы диагностики работоспособности
Антивирусные программы
Программы обслуживания дисков
Программы архивирования данных
Программы обслуживания сети
Рис. 4.2. Классификация системного программного обеспечения компьютера.

50
Базовое программное обеспечение
В базовое программное обеспечение входят:
• операционная система;
• операционные оболочки (текстовые и графические).
Понятие операционной системы
Операционная система -
это совокупность программ, выполняющих две основные функции:
1. управление ресурсами системы, их распределение между несколькими пользователями и контроль за выделением ресурсов для одновременного выполнения многих задач;
2. предоставление набора услуг, обеспечивающего пользователю удобный интерфейс.
Пользовательский интерфейс
(interface – средства взаимодействия, связи, согласования) – методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Операционные системы классифицируются по:
• количеству одновременно работающих пользователей на однопользовательские и
многопользовательские
;
• числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС, на однозадачные и
многозадачные
;
• количеству используемых процессоров на однопроцессорные и многопроцессорные;
• разрядности процессора на 8-, 16-, 32- и 64-разрядные;
• типу пользовательского интерфейса на командные (текстовые) и объектно-
ориентированные
(графические);
• типу использования общих аппаратных и программных ресурсов на сетевые и
локальные
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
В многозадачном режиме каждой задаче (программе, приложению) поочередно выделяется какая-то доля процессорного времени. Поскольку процесс переключения идет очень быстро, а выделяемые задачам доли процессорного времени достаточно малы, то для пользователя создается впечатление одновременного выполнения нескольких задач.
Например, можно одновременно запустить на счет математическую систему, включить принтер для печати текста, вести поиск вирусов и раскладывать пасьянс – заметить замедление работы компьютера будет практически невозможно.
Различают вытесняющую и невытесняющую многозадачность.
При работе ЭВМ важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время.
Распределение процессорного времени между несколькими одновременно выполняемыми программами может осуществляться двумя способами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам по собственной инициативе не отдаст управление ОС для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к исполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается ОС, а не самим активным процессом.
В качестве примера однопользовательской однозадачной ОС можно назвать MS-
DOS, однопользовательской многозадачной – Windows. Операционная система UNIX является многопользовательской многозадачной ОС.
Создание ОС очень трудоемкий процесс и затраты исчисляются сотнями, даже тысячами человеко-часами. Современные ОС содержат множество системных программ и по этой причине часто занимают на диске больше места, чем прикладная программа, которая использует сервис, предоставляемый ОС.

51
В секторе программного обеспечения и операционного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS,
Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год.
Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:
• управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);
• функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе ОС;
• наличие компрессии (сжатия) диска;
• возможность архивирования файлов;
• поддержка многозадачного режима работы;
• поддержка сетевого программного обеспечения;
• наличие сетевого программного обеспечения;
• наличие качественной документации;
• условия и сложность процесса инсталляции.
Для компьютеров типа IBM PC наибольшее распространение получили на сегодняшний день следующие ОС:
• MS-DOS (Microsoft);
• Windows 95 (Microsoft);
• Windows NT во всех модификациях (Microsoft);
• Novell NetWare (Novell);
• Unix во всех модификация.
Операционная система MS-DOS является промышленным стандартом для 16- разрядных ЭВМ на основе микропроцессоров 8086…80486. Все программы MS-DOS хранятся на магнитных дисках, поэтому она называется дисковой операционной
системой
(Disk Operation System). Буквы MS являются сокращением названия фирмы- разработчика Microsoft. Было выпущено несколько модификаций этой ОС, поэтому можно говорить о целом семействе операционных систем MS-DOS.
MS-DOS является командной (текстовой) ОС. Это означает, что для выполнения необходимых операций следует набрать с помощью клавиатуры соответствующую команду. Такой ввод неудобен и приводит к возникновению большого числа ошибок.
Для облегчения работы с помощью дисковой операционной системы разработаны графические надстройки, которые называются операционными оболочками.
Операционные оболочки
Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.
Наиболее популярны в России следующие виды текстовых оболочек операционной системы MS-DOS:
• Norton Commander;
• DOS Navigator;
• Volkov Commander;
• Far.
В настоящее время операционные оболочки встраиваются в операционные системы.
Они имеют графический интерфейс, расширяют набор основных и сервисных функций.
Например, Windows 95 в действительности графической является операционной оболочкой на основе MS-DOS версии 7.0.
Ключевые особенности ОС Windows
Достоинством операционных систем
семейства Windows
является
унифицированный пользовательский интерфейс
(оболочка), благодаря которому в различных программах сохраняются одинаковые принципы управления их работой. А

52
также значительно упрощается освоение новых программ (например, нажатие клавиши F1
– помощь, Alt+F4 – завершение (закрытие) программы).
Как уже говорилось, эта ОС обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач. Каждая из разных по содержанию задач решается практически одновременно в своем окне (отсюда, в частности, и происхождение самого названия ОС).
Информация о вызванных программах в виде значков отображается на Панели задач.
Операционная система Windows реазизует режим
вытесняющей
многозадачности. Он основан на приоритетах. Приоритет - это величина, отражающая важность приложения.
Каждое приложение имеет некоторый приоритет. Операционная система Windows выделяет выполняющемуся приложению процессорное время в соответствии с текущими приоритетами. Говорят, что более приоритетное приложение “вытесняет” менее приоритетное. Это позволяет избегать “зависаний” системы.
При создании операционной системы Windows фирма Microsoft использовала
объектно-ориентированный подход
. На уровне пользователя это выражается в том, что интерфейс представляет собой подобие реального мира, а работа с ЭВМ сводится к действиям с обычными объектами (например, папки можно открывать, закрывать, убирать в портфель, выбрасывать в корзину).
В ОС Windows заложен принцип – WYSIWYG (What You See Is What You Get – что видите, то и получаете), за счет которого на принтере формируется такое же изображение, как и на экране дисплея. При работе в DOS вид текста на экране и отпечатанного на принтере может оказаться разным.
Другой удачный принцип – Plug And Play (вставь и играй, точнее подключи и используй) позволяет без ручной настройки подключать новые устройства к ЭВМ
(например, принтер или лазерный проигрыватель). ОС автоматически подбирает драйвер для работы этого устройства.
Драйверы
(driver – шофер, водитель) – системные программы, обеспечивающие работу принтеров, дисководов, дисплеев, клавиатуры и других внешних устройств ЭВМ.
В Windows используется технология Drag And Drop (перетащи и положи).
Благодаря этой технологии можно легко изменить положение окна и его размеры, удалить или переместить объект с помощью мыши.
В Windows можно составлять документы из частей, подготовленных в различных приложениях. Для связывания и внедрения объектов используется технология OLE
(Object Linking and Embedding), что означает «связывание и внедрение объектов».
Например, в документ, подготовленный в текстовом редакторе, можно вставить рисунок, сделанный в графическом редакторе. При этом достаточно дважды щелкнуть мышью по рисунку, чтобы вызвать графический редактор, и сделать нужные исправления.
Безусловно уровень сервиса операционных систем семейства Windows значительно выше уровня MS-DOS. Однако, за облегчение работы приходится платить большими затратами на аппаратное обеспечение: увеличивать объем ОЗУ, винчестера, повышать быстродействие процессора.
Более подробно об операционных системах MS-DOS и Windows будет рассказано несколько позже.
Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система UNIX, созданная корпорацией Bell Laboratory в 1969 году. Главными отличительными чертами ОС UNIX являются ее модульность, легкая переносимость на другие типы ЭВМ обширный набор системных программ. Данная ОС органически сочетается с языком Си, на котором написана основная часть модулей, и предоставляет благоприятную обстановку для системных программистов, т.е. для тех специалистов, основной задачей которых является разработка новых системных программ.

53
UNIX получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами.
Linux
– свободно распространяемая версия операционной системы UNIX. В ней не используется никаких частей программного обеспечения, принадлежащих каким-либо коммерческим организациям. По этой причине она получила достаточно широкое распространение.
Первая версия ОС Linux была разработана в 1991 году Т. Линусом (Финляндия), а затем в ее разработке участвовало большое число людей из разных частей мира.
Последние версии являются результатом коллективного творчества большого числа программистов.
Сетевые операционные системы
Сетевые операционные системы – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Наибольшее распространение имеют Novell NetWare, Windows NT.
Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:
• возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;
• совместную работу группы пользователей;
• адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;
• многозадачность и многопоточность обработки данных;
• поддержку мультипроцессорной обработки и др.
Центральное место среди сетевых ОС занимает UNIX. Развитие ОС идет в условиях жесткой конкуренции и здесь можно выделить две наиболее мощные сетевые ОС: UNIX и
Windows NT. О динамике спроса говорят следующие цифры: к концу 20 века продажа рабочих станций с ОС Windows NT возросла на 80%, а с ОС UNIX упала на 7%.
Сетевые ОС оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.
Сервисное программное обеспечение
Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор
сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному принципу следующим образом:
• программы диагностики работоспособности компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
• антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
• программы обслуживания дисков имеют несколько разновидностей:
− программы, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска;
− программы для оптимизации дисков, позволяющие обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
− программы динамического сжатия дисков, создающие псевдодиски, информация которых хранится в сжатом виде в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
− программы-кэши для диска, ускоряющие доступ к информации на дисках путем организации в оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участки диска;