Системное программное обеспечение

Классификация программного обеспечения ПК

Программное обеспечение персонального компьютера (ПК)

«Железо» — всего лишь «плоть» компьютера. А его дух, двигатель — это программное обеспечение, которое, собственно, и заставляет процессорное сердце компьютера биться с чудовищной скоростью, гоня по железным «венам» цифровую кровь.

Одним из основополагающих принципов построения современных ПК является принцип программного управления, заключающийся в том, что последовательность действий компьютера определяется заранее заданной программой. Этот принцип обеспечи­вает универсальность использования компьютера, поскольку последний может использоваться для решения любой задачи, которая описывается последовательностью действий, приводящих к требуемому результату.

Программа — это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов на языке, понятном компьютеру. Иными словами программа- особый вид информации в виде двоичных кодов (нулей и единиц), воспринимаемых процессором как команды к выполнению каких-то действий.

Файлы программ вместе с файлами других типов хранятся на накопителях информации, для запуска считываются с них в оперативную память (загружаются). По окончании работы большинство программ удаляются из оперативной памяти.

Программы, которые остаются в оперативной памяти после загрузки на все время работы компьютера называются резидентными.

Для нормальной работы пользователя недостаточно одной программы, обеспечивающей решение какой-то конкретной задачи, поэтому в архитектуре ПК используется более широкое понятие — программное обеспечение (software).

Программное обеспечение — совокупность программ, процедур и правил, обеспечивающих взаимодействие аппаратных средств, а также взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Программное обеспечение ПК функционирует на нескольких связанных между собою уровнях (рис. 5.1), образуя иерархию, в которой каждый последующий уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней.

Рис. 5.1. Иерархия программного обеспечения

Программы первого уровня хранятся в ПЗУ и взаимодействуют с аппаратными средствами. Программы первого уровня являются неотъемлемой частью ПК, поэтому набор таких программ называют внутренним программным обеспечением. Для ПК совокупность этих программ носит название базовое программное обеспечение (Base Input Output System — базовая система ввода-вывода BIOS).

В состав BIOS входят:

· драйверы стандартных внешних устройств (клавиатура, монитор);

· тестовые программы для контроля работоспособности оборудования;

· программа начальной загрузки.

Эти программы начинают работать при включении ЭВМ и выполняют следующие функции.

А. Проведение тестирования 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. Таким образом, 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.

Б. Загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120. 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.

В. Поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой.

Г. С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию — управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX — и функцию включения и выключения источника питания

Драйвер— программа, обслуживающая внешнее устройство, которая предоставляет пользователю или программам более высокого уровня набор функций (программный интерфейс) для управления конкретным внешним устройством, например, драйвер принтера позволяет пользователю задать требуемые параметры печати.

Второй уровень программного обеспечения является переходным от первого к третьему. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами первого уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением.

Стержнем программного обеспечения второго уровня является операционная система. В состав операционной системы также входят дополнительные драйверы, которые обеспечивают работу с внеш­ними устройствами, для которых не предусмотрены драйверы в базовом ПО. Операционная система предоставляет программам более высокого уровня (прикладного) набор функций (программный интерфейс), а пользователям — пользовательский интерфейс.

Программное обеспечение третьего уровня ориентировано на пользователя, предоставляя ему возможность решать конкретные задачи, поэтому программное обеспечение этого уровня называется прикладным).

Программное обеспечение второго и третьего уровней постоянно хранится во внешней памяти и только при необходимости загружается в оперативную память.

В общем случае программное обеспечение компьютеров можно условно разделить на три группы: системное ПО, прикладное ПО и средства разработки ПО (программы инструментарии.

Рис. 5.2. Программное обеспечение ПК

Системные программы – включают в свой состав три группы программ: операционные системы, сервисные программы и сетевое ПО. Эти программы, обеспечивают работу компьютера, компьютерных сетей и прочих устройств, а также организуют процесс обработки информации в ЭВМ. Иными словами, системными называют программы, предназначенные для того, чтобы компьютер заработал, чтобы работать на нем было удобно и безопасно.

Рис. 5.3. Системное программное обеспечение.

Главную часть системного ПО составляют операционные системы (ОС) – программы, управляющие работой компьютера. О них речь пойдет далее.

Сервисное ПО включает в свой состав программы для диагностики и контроля работы компьютера, архиваторы, антивирусы, программы для обслуживания дисков, программные оболочки, драйверы внешних устройств, сетевое ПО и телекоммуникационные программы. Примеры сервисных программ: Total Commander, Norton Utilities и др.

Сетевые системы- программы, обеспечивающие работу компьютерных сетей. Примеры: Novell, Netware, Lantastic. Для одноранговых (децентрализованных) сетей сетевые системы включены в состав операционных систем.

Прикладные программы - программы, предназначенные для решения задач пользователя. Иными словами, с помощью прикладных программ выполняются те операции, ради которых и покупают компьютер- работа с текстами, выполнение разного рода расчетов, компьютерные игры и т.д.

К прикладному ПО относятся текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные рабочие места (АРМ) бухгалтера, секретаря и т.д; издательские, информационные и справочные системы, обучающие и тестирующие программы, игровые программы и другие .

Средства разработки программного обеспечения служат для создания программ всевозможных классов. Сюда относятся языки программирования, трансляторы, редакторы связей.