Программное обеспечение ЭВМ

Программное обеспечение ЭВМ, его основные характеристики

Программное обеспечение ЭВМ

Современный компьютер — это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software).

Ком­пьютерной программой называется закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, ал­горитм для исполнения компьютером, описанный или на языке машинных кодов, или на специальном языке программирова­ния.

Чтобы на компьютере можно было решать задачи, необхо­димо программное обеспечение, структуру которого в соответст­вии с классификацией программ отражает следующая схема.

Рис. Структура программного обеспечения ПК

Программное обеспечение (ПО) — это совокупность про­грамм обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

Программное обеспечение является очень широким понятием, оно включает в себя системное программное обеспе­чение, которое отвечает за работоспособность компьютеров; прикладное программное обеспечение, предназначенное для ре­шения задач любой предметной области в виде пакетов при­кладных программ (ППП); и инструментарий технологии про­граммирования .

Системное программное обеспечение предназначено для функ­ционирования самого компьютера как единого целого.

Это в первую очередь операционная система, а также сервисные про­граммы различного назначения — драйверы, утилиты и т. п. Сюда же относятся программы проведения диагностики и про­филактики аппаратуры компьютера.

В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере.

Операционные системы — главная часть системного ПО.

Это комплекс программ, управляющих всеми аппаратными компо­нентами компьютера, обеспечивая их целостное функциониро­вание, а также предоставляющих пользователю доступ к аппа­ратным возможностям компьютера.

В состав ОС входит большое количество утилит — программ вспомогательного назначения. Подробнее операционные системы будут рассмотрены в п. «Опе­рационные системы».

Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяют ей рабо­тать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д.

Так, первые попавшие в нашу страну версии операционных систем DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиату­ры.

Для устранения этого недостатка были созданы специальные драйверы клавиатуры.

Драйверы обычно входят в комплект поставки ОС. В процес­се установки операционной системы активизируются те драйве­ры, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.

Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и нагляд­ный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС.

Средства контроля и диагностики обеспечивают автоматиче­скую проверку функционирования отдельных узлов ЭВМ, поиск ошибок в их работе.

Система программированияпозволяет разрабатывать програм­мы на языках программирования. Языками программирования на­зываются формальные языки связи человека с ЭВМ, предназна­ченные для описания данных (информации) и алгоритмов (про­грамм) их обработки на компьютере.

Внутренний (машинный) язык любой ЭВМ — цифровой, слова в нем записываются в дво­ичных кодах, в виде последовательности нулей и единиц. Транс­ляторы и интерпретаторы — комплекс программ, обеспечиваю­щий автоматический перевод с алгоритмических языков в ма­шинные коды.

Прикладное программное обеспечение предназначено для не­посредственного решения пользовательских задач. Прикладные программы в основном представлены пакетами прикладных программ (ППП) — комплексом взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.

Разработаны и используются сотни тысяч прикладных про­грамм для различных применений. Условно их делят на четыре группы:

— пакеты программ текстовой обработки;

— табличные процессоры;

— пакеты программ графики;

— системы управления базами данных.

Такая классификация не является исчерпывающей, так как в одну группу могут входить программы, выполняющие весьма различающиеся задачи. Например, к пакетам текстовой обработ­ки можно отнести как текстовые редакторы, так и издательские системы; к программам графики — графические редакторы и средства создания презентаций и т. д.

Рассмотрим подробнее наиболее часто применяемые пакеты.

Табличные процессоры выводят на экран промежуточную таб­лицу, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета по имеющимся данным.

Все рас­пространенные табличные процессоры позволяют пересчитывать значения элементов таблицы по заданным формулам, строить различные графики, создавать собственные входные и выходные формы.

Кроме того, имеется множество возможностей декора­тивного характера — включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу и т. д.

Издательские системы предназначены для подготовки рек­ламных буклетов, оформления газет, журналов и т. д. Основная их функция — верстка, т. е. размещение текста по страницам до­кумента, вставка рисунков и т. д. Обычно тексты подготавливае­мых документов набираются в редакторе типа MS Word, а затем считываются издательской системой, где и выполняется их окончательное оформление.

Программы подготовки презентаций используются для оформления слайдов, в которые помещаются рисунки, надписи, диаграммы и т. д. Эти программы организуют показ презентаций с помощью компьютера (на мониторе большого размера или специальной демонстративной панели).

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах есть возможность рисования линий, кривых, раскройки областей экрана, создания надписей и т. д.

В редакторах, ориентированных на обработку фотоизобра­жений, можно обрабатывать изображения большого размера и имеются средства для настройки яркости и контрастности изо­бражения или отдельных частей.

Весьма популярны и редакторы объектной графики, работающие с изображением из различных объектов — букв, линий и т. д.

Программы для анимации позволяют создать двухмерное и трехмерное изображения движущейся модели объектов и, управ­ляя ими и комбинируя их, получать несложные анимационные фильмы.

Программы для создания компьютерного видео позволяют при наличии соответствующего оборудования производить на компь­ютере монтаж видеофильмов, наложение титров, видеоэффектов и т. д.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухуче­та, подготовки финансовой отчетности, финансового анализа деятельности предприятий.

Персональные информационные менеджеры позволяют назна­чать разовые и повторяющиеся мероприятия, напоминать о де­лах, которые необходимо выполнять регулярно и т. д.

Программы планирования позволяют составлять планы работ, требующие координации многих людей и ресурсов.

Программы распознавания символов позволяют вводить с по­мощью сканера напечатанные тексты, делая ненужным утоми­тельный и трудоемкий ввод текстов с клавиатуры.

Программы-переводчики позволяют переводить тесты с рус­ского языка на английский, немецкий, французский и обратно.

Программы-словари — это электронные версии обычных сло­варей с некоторыми дополнительными возможностями.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) по­зволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера.

Отдельной частью прикладного программного обеспечения являются библиотеки стандартных программ. Их составляют час­то используемые программы вычисления функций, решения уравнений, распространенных операций обработки данных (сор­тировка, нахождение максимального и минимального значений в массивах данных и т. д.).

Уникальное программное обеспечение — комплекс программ, предназначенных для выполнения специализированных про­грамм пользователя, решающих уникальные пользовательские задачи. Кроме_того, к уникальным можно отнести задачи созда­ния и обработки базы данных для конкретного предприятия.

Пакет прикладных программ Microsoft Office

Прикладные программы часто объединяются в пакеты по роду деятельности пользователя. Наиболее популярным пакетом, предназначенным для решения задач автоматизации офиса, яв­ляется Microsoft Office.

 Он представляет собой семейство при­кладных программных продуктов, которое объединяет различ­ные приложения в универсальную среду для работы с информа­цией.

Наибольшее распространение в нашей стране получили следующие, входящие его состав программы.

Microsoft Word — мощный текстовый процессор, который позволяет быстро и просто создавать профессионально оформ­ленные документы, содержащие рисунки, схемы, формулы, таб­лицы, диаграммы, а также обладает встроенной поддержкой тех­нологий Internet.

Microsoft Excel — универсальная программа для работы с электронными таблицами. Она располагает разнообразными средствами для форматирования, отображения, преобразования и анализа данных, проведения математических, финансовых, статистических и других вычислений, обмена данными и инфор­мацией, в том числе и через Internet.

Microsoft PowerPoint — редактор, предназначенный для соз­дания всяческих презентаций, представляющих собой совокуп­ность структурированных слайдов, в которых используются раз­личные иллюстративные, анимационные и звуковые эффекты.

Microsoft Outlook является системой работы с сообщениями и совместной работы, которая облегчает организацию информа­ции на рабочем столе и обеспечение совместного доступа к ней, а также связь с другими пользователями. Она позволяет назна­чать место встречи, хранить информацию о контактах, адреса, телефоны, получать и отправлять сообщения по электронной почте или по факсу и т. д.

Microsoft Access — удобное средство для создания и эксплуа­тации достаточно мощных баз данных. Данная система управле­ния базами данных умеет сводить воедино информацию из са­мых разных источников и помогает быстро найти необходимые данные и представить их в удобном для анализа виде с помощью отчетов, графиков и таблиц.

В составе Microsoft Office имеется также несколько неболь­ших программ достаточно узкой специализации. К ним отно­сятся:

Photo Editor — редактор рисунков;

Microsoft Graph — программа для построения простых диа­грамм;

Microsoft WordArt — программа для преобразования слов и фраз в графические изображения; эти изображения можно ис­пользовать, например, для создания эмблем и шапок на фир­менных бланках организации;

Microsoft ClipArt — программа для вставки в документ зара-I нее заготовленной и красочно оформленной графики;

Microsoft Organization Chart поможет уточнять, кто есть кто (и кто за кого отвечает) в любой компании;

Equation Editor — программа для вставки самых сложных ма­тематических уравнений.

Microsoft Office очень удобен — он не создает проблем при изучении новых приложений и работе с ними. Получить инфор­мацию о том, как лучше выполнить то или иное действие, или найти нужный инструмент в различных приложениях можно пу-| тем получения справки из меню или у помощника.

К достоинствам Microsoft Office также относится интегриро-ванность программ Excel, Word, Access друг с другом и с други­ми программами и поддержка новейших Web-технологий. Дан­ные, созданные в разных приложениях, входящих в этот пакет, легко импортируются и экспортируются из одного приложения в другое.

В приложениях Microsoft Office можно создавать Web-стра­ницы, не изучая формат HTML, сохранять документы в формате HTML, просматривать готовые HTML-документы, а также соз­давать гипертекстовые ссылки. Такая ссылка может быть поме­щена внутрь документа и будет указывать либо на Web страницу, либо на другой документ, где бы этот документ ни находился.

Наиболее популярными у большинства пользователей явля­ются приложения Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, поэтому в нашем учебнике более подробно будут рас­смотрены основные приемы работы именно в этих программах.

Различные версии Microsoft Office могут иметь некоторые отли­чительные особенности, поэтому в тех случаях, когда конкрет­ные приемы операций зависят от используемой версии програм­мы, мы будем опираться на версию Microsoft Office 2000, хотя в основном речь будет идти о таких обобщенных понятиях и мето­дах, для которых различия между конкретными версиями про­грамм второстепенны.

Операционные системы

Операционная система — это комплекс программных средств, обеспечивающих в компьютере или вычислительной системе выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование, ввод-вывод и управление данными.

Главной функцией операционной системы является управле­ние прикладными процессами, памятью и внешними устройст­вами, интерфейсом пользователя, безопасностью данных и про­чим.

Для решение каждой из перечисленных задач управления операционная система имеет специальные блоки:

— монитор, который управляет выполнением задач;

— загрузчик, предоставляющий прикладному процессу необ­ходимые программы;

— супервизор, управляющий процессом, памятью и работой оборудования;

— планировщик, определяющий порядок выполнения задач и распределение ресурсов;

— утилита, которая выполняет сервисные операции.

Операционная система занимает большой объем, поэтому в оперативной памяти находятся только те ее части, с которыми в данный момент работает процессор (они называются резидент­ными). Остальные программы располагаются во внешней памя­ти и переписываются в оперативную по мере необходимости.

Операционные системы делятся на одно- и многозадачные.

Современная операционная система — сложный комплекс про­граммных средств, предоставляющих пользователю не только стандартизированный ввод-вывод и управление программами, но и упрощающий работу с компьютером.

Программный интер­фейс операционных систем позволяет уменьшить размер кон­кретной программы, упростить ее работу со всеми компонента­ми вычислительной системы.

Операционные системы, развиваясь вместе с ЭВМ, прошли длинный путь от простейших программ в машинных кодах дли­ной в несколько килобайт до монстров, написанных на языках высокого уровня, размер которых исчисляется десятками мега­байт.

Такой значительный рост размера операционных систем обусловлен, главным образом, стремлением разработчиков «ук­расить» операционную систему, расширить ее возможности, до­бавить возможности, изначально несвойственные операционным системам, а также сделать интерфейс пользователя интуитивным.

Все эти попытки дали свои результаты, и положительные, и от­рицательные (усложнение настройки и программного интерфей­са при упрощении пользовательского).

На сегодняшний день на рынке программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют несколько семейств операционных систем.

ОС UNIX — одна из старейших и наиболее простых опера­ционных систем, обладающая тем не менее большим набором инструментальных средств. Позволяет работать с каждой при­кладной программой в отдельном окне (полиэкранная техноло­гия).

С точки зрения пользователя, наиболее важными качества­ми системы являются переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой и богатый сетевой сервис, позво­ляющий осуществлять распределенную обработку данных. UC UNIX широко используется в суперкомпьютерах, рабочих станциях сети и профессиональных ПК.

Сейчас на рынке программного обеспечения представлено много различных вари­антов этой мобильной операционной системы: XENIX, UNIXWARE, SUN-OS, LINUX, BSD.

Операционная система OS/2, будучи полноправной многоза­дачной операционной системой, со своим оригинальным графи­ческим пользовательским и программным интерфейсами, сохра­няет совместимость с однозадачными ОС MS-DOS и PC-DOS.

Она предоставляет широкие возможности обработки не только текстов, но и изображений. В основном предназначена для рабо­ты на серверах.

Система обладает высокой надежностью, но ра­ботать с ней могут только квалифицированные пользователи.

ОС Microsoft Windows предназначена для работы в однополь­зовательском режиме (то есть является системой для ПК), но имеет и широкие сетевые возможности. Это многозадачная опе­рационная система.

Характеризуется удобным графическим ин­терфейсом, использует полиэкранную технологию. Позволяет осуществлять обмен данными между различными приложения­ми.

Развитием ОС Microsoft Windows стала Windows NT, ориен­тированная на работу в разнородных сетях.

Примером широко распространенной однозадачной опера­ционной системы является MS-DOS, предложенная корпораци­ей Microsoft.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_84276_lektsiya--programmnoe-obespechenie-evm-ego-osnovnie-harakteristiki.html

Реферат: Программное обеспечение ЭВМ

Программное обеспечение ЭВМ

Тема1.Програмное обеспечение ЭВМ

1. Виды программного обеспечения ЭВМ

Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО). По функциональному признаку различают следующие виды ПО:

системное;

прикладное.

Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем.

Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т. д.

Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов.

На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), например, использовались такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) — ОС РВ и RSX-11.

На персональных ЭВМ долгое время эксплуатировалась ОС-MS-DOS. В настоящее время получили распространение системы Windows 98/Me, Windows 2000, Linix.

Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т. д.

К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма Novell), Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft) и LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM). Однако в последнее время лидирующие позиции начинает занимать ОС Windows 2000 Server фирмы Microsoft.

Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:

интерфейсные системы;

оболочки операционных систем;

утилиты.

Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ.

В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.

11 for WorkGroups (для рабочих групп).

Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой.

Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг.

В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.

На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, FAR Manager и Windows Commander.

Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий:

обслуживание магнитных дисков;

обслуживание файлов и каталогов;

предоставление информации о ресурсах компьютера;

шифрование информации;

защита от компьютерных вирусов;

архивация файлов и др.

Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.

Средства разработки программ используются для разработки нового программного обеспечения как системного, так и прикладного.

Прикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.

Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя по крайней мере следующие: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т. д.

Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.

К типовому прикладному ПО относят следующие программы:

текстовые процессоры;

табличные процессоры;

системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

системы управления базами данных;

экспертные системы;

программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы.

Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы.

Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

Поскольку разработка ПО любого назначения, как правило, является довольно сложным и трудоемким процессом, дальнейший материал настоящего раздела посвятим общим вопросам разработки программ и инструментальному ПО.

2 Назначение, функции, классификация основных компонентов системного программного обеспечения .

Cистемное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

Операционные системы.

Системы управления файлами.

Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.

Системы программирования.

Утилиты.

Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

Операционная система

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 вычислительном системы и организации падежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС. На рис. I 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 программных запросов па запуск, приостановку, остановку других программ;

загрузка в оперативную намять подлежащих исполнению программ,

инициация программы (передача ей управлении, в результате процессор исполняет программу)'.

идентификация всех программ и данных;

обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или

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;

удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);

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

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

организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

Система управления файлами

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

Именно благодаря системе управления файлами вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем. Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управления файлами.

Однако выделение этого вида системного программного обеспечения в отдельную категорию представляется целесообразным, поскольку ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно).

В этом случае говорят о монтируемых файловых системах (дополнительную систему управления файлами можно установить), и в этом смысле они самостоятельны.

Более того, можно назвать примеры простейших ОС, которые могут работать и без файловых систем, а значит, им необязательно иметь систему управления файлами, либо они могут работать с одной из выбранных файловых систем. Надо, однако, понимать, что любая система управления файлами не существует сама по себе — она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой.

Можно сказать, что всем известная файловая система FAT (fileallocationtable) имеет множество реализаций как система управления файлами, например FAT-16 для самой MS-DOS. Super-FAT для OS/2. FAT для WindowsNT и т. д.

Другими словами, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами; и эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана.

Интерфейсные оболочки

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 XWindow и системах семейства UNIX (например, К DesktopEnvironment в Linux), PMShell или ObjectDesktop в OS/2 с графическим интерфейсом PresentationManager, наконец, можно указать разнообразные варианты интерфейсов для семейства ОС Windows компании Microsoft, которые заменяют Explorer и могут напоминать либо UNIX с его графическим интерфейсом, либо OS/2, либо MACOS. Следует отметить, что о семействе ОС компании Microsoft с общим интерфейсом, реализуемым программными модулями с названием Explorer (в файле system.ini, который находится в каталоге Windows, имеется строка SHELL=EXPLORER.EXE), все же можно сказать, что заменяемой в этих системах является только интерфейсная оболочка, в то время как сама операционная среда остается неизменной; она интегрирована в ОС. Другими словами, операционная среда определяется программными интерфейсами, то есть API (applicationprograminterface). Интерфейс прикладного программирования (API) включает в себя управление процессами, памятью и вводом/выводом.

Ряд операционных систем могут организовывать выполнение программ, созданных для других ОС. Например, в OS/2 можно выполнять как программы, созданные для самой OS/2, так и программы, предназначенные для выполнения в среде MS-DOS и Windows 3.x.

Соответствующая операционная среда организуется в операционной системе в рамках отдельной виртуальной машины. Аналогично, в системе Linux можно создать условия для выполнения некоторых программ, написанных для Windows 95/98.

Определенными возможностями исполнения программ, созданных для иной операционной среды, обладает и WindowsNT. Эта система позволяет выполнять некоторые программы, созданные для MS-DOS, OS/2 1.x, Windows 3.x.

Правда, в своем последнем семействе ОС Windows ХР разработчики решили отказаться от поддержки возможности выполнения DOS-программ.

Наконец, к этому классу системного программного обеспечения следует отнести и эмуляторы, позволяющие смоделировать в одной операционной системе какую-либо другую машину или операционную систему. Так, известна система эмуляции WMWARE, которая позволяет напустить в среде Linux любую другую ОС, например Windows.

Можно, наоборот, создать эмулятор, работающий в среде Windows, который позволит смоделировать компьютер работающий под управлением любой ОС, в том числе и под Linux.

Таким образом, термин операционная среда означает соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к ОС с целью получить определенный сервис — выполнить операцию ввода/вывода, получить или освободить участок памяти и т. д.

Система программирования

Система программирования на представлена прежде всего такими компонентами, 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.

Например, одна из популярных систем программирования на языке C/C++ от фирмы Watcom для OS/2 позволяет получать программы и для самой OS/2, и для DOS, и для Windows.

В том случае, когда создаваемые программы должны работать совсем на другой аппаратной базе, говорят о кросс-системах. Так, для ПК на базе микропроцессоров семейства i80x86 имеется большое количество кросс-систем, позволяющих создавать программное обеспечение для различных микропроцессоров и микроконтроллеров.

Утилиты

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. Также к утилитам относятся и небезызвестные комплексы программ от фирмы Symantec, носящие имя Питера Нортона (создателя этой фирмы и соавтора популярного набора утилит для первых IBMPC). Естественно, что утилиты могут работать только и соответствующей операционной среде.

5 КЛАССИФИКАЦИЯ Прикладного программного обеспечения

К прикладному программному обеспечению (applicationsoftware) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы.

Программы обработки заказов или создания списков рассылки — пример прикладного программного обеспечения.

Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

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

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 (computeraideddesign — CAD), автоматизированное проектирование (computeraidedengineering — CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной среды разработки (IntegratedDevelopmentEnvironments), интерфейсы для прикладного программирования (ApplicationProgrammerInterfaces).

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ППП

Пакеты прикладных программ (ППП) — это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией.

В зависимости от характера решаемых задач различают следующие разновидности ППП:

1) пакеты для решения типовых инженерных, планово-экономических, общенаучных задач;

2) пакеты системных программ;

3) пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований;

4) пакеты педагогических программных средств и другие.

Чтобы пользователь мог применить ППП для решения конкретной задачи, пакет должен обладать средствами настройки (иногда путём введения некоторых дополнений).

Каждый ППП обладает обычно рядом возможностей по методам обработки данных и формам их представления, полноте диагностики, что дает возможность пользователю выбрать подходящий для конкретных условий вариант.

ППП обеспечивают значительное снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователей в области программирования, вплоть до возможности эксплуатации пакета без программиста.

Часто пакеты прикладных программ располагают базами данных для хранения данных и передачи их прикладным программам.

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-232615.html

Программное обеспечение и поколения ЭВМ

Программное обеспечение ЭВМ

Появление ЭВМ или компьютеров — одна из существенных примет современной научно-технической революции.

Широкое распространение компьютеров привело к тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в элемент культуры. Первые электронные компьютеры появились в первой половине XX века.

Они могли делать значительно больше механических калькуляторов, которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были электронные машины, способные решать сложные задачи.

Первое поколение ЭВМ

Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением. Первое поколение (1945-1954) — ЭВМ на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники.

Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой.

Ввод чисел в первые машины производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось, например в ENIAC, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штеккеров и наборных полей.

Хотя такой способ программирования и требовал много времени для подготовки машины, то есть для соединения на наборном поле (коммутационной доске) отдельных блоков машины, он позволял реализовывать счетные «способности» ENIAC'а и тем выгодно отличался от способа программной перфоленты, характерного для релейных машин.

Солдаты, приписанные к этой огромной машине, постоянно носились вогруг нее, скрипя тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали сгоревшую лампу.

Одной из причин — возможно, и не слишком достоверной — столь частой замены ламп считалась такая: их тепло и свечение привлекали мотыльков, которые залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание.

Если это правда, то термин «жучки» (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, приобретает новый смысл. Когда все лампы работали, инженерный персонал мог настроить ENIAC на какую-нибудь задачу, вручную изменив подключение 6 000 проводов. Все эти провода приходилось вновь переключать, когда вставала другая задача.

Первой серийно выпускавшейся ЭВМ 1-го поколения стал компьютер UNIVAC (Универсальный автоматический компьютер). Разработчики: Джон Мочли (John Mauchly) и Дж. Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert). Он был первым электронным цифровым компьютером общего назначения.

UNIVAC, работа по созданию которого началась в 1946 году и завершилась в 1951-м, имел время сложения 120 мкс, умножения -1800 мкс и деления — 3600 мкс. UNIVAC мог сохранять 1000 слов, 12000 цифр со временем доступа до 400 мкс максимально. Магнитная лента несла 120000 слов и 1440000 цифр.

Ввод/вывод осуществлялся с магнитной ленты, перфокарт и перфоратора. Его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.

Программное обеспечение компьютеров 1-го поколения состояло в основном из стандартных подпрограмм.

Машины этого поколения: « ENIAC », «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал», «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20» и др. 
Эти машины занимали большую площадь, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп.

Например, машина «Стрела» состояла из 6400 электронных ламп и 60 тыс. штук полупроводниковых диодов. Их быстродействие не превышало 2—3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб. Только у машины «М-2» (1958) оперативная память была 4 Кб, а быстродействие 20 тыс.

операций в секунду.

Основные технические характеристики ЭВМ «УРАЛ-1»

Структура команд одноадресная.

Система счисления двоичная.

Способ представления чисел — с фиксированной запятой и с плавающей запятой по стандартным программам.

Разрядность-35 двоичных разрядов (10,5 десятичных) и один разряд для знака числа.

Диапазон представляемых чисел: от 1 до 10-10.5.

Время выполнения отдельных операций:

а) деления — 20 мксек;

б) нормализации — 20 мсек;

в) остальных операций-10 мсек.

Количество команд-29.

Характеристики ЗУ:

емкость ОЗУ на магнитном барабане — 1024 тридцатишестиразрядных числа или команды;

емкость НМЛ — до 40 000 тридцатишестиразрядных чисел или 8000 команд.

Устройство ввода — на перфорированной киноленте шириной 35 мм.

Вывод — печатающее устройство. Скорость печати — 100±10 чисел в минуту.

Машина построена на одноламповых типовых ячейках.

Питание машины от сети трехфазного переменного тока напряжением 220В ±10%, частотой 50Гц.

Потребляемая мощность 7,5 кВт.

Занимаемая площадь 50 кв. м.

Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)

Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы. Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве.

Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличело емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность.

С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения.

Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д. К ЭВМ второго поколения относятся: 

  • ЭВМ М-40, -50 для систем противоракетной обороны;
  • Урал -11, -14, -16 — ЭВМ общего назначения, ориентированные на решение инженерно-технических и планово-экономических задач;
  • Минск -2, -12, -14 для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера;
  • Минск-22 предназначена для решения научно-технических и планово-экономических задач;
  • БЭСМ-3 -4, -6 машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники;
  • М-20, -220, -222 машина общего назначения, ориентированная на решение сложных математических задач;
  • МИР-1 малая электронная цифровая вычислительная машина, предназначенная для решения широкого круга инженерно-конструкторских математических задач,
  • «Наири» машина общего назначения, предназначеная для решения широкого круга инженерных, научно-технических, а также некоторых типов планово-экономических и учетно-статистических задач;
  • Рута-110 мини ЭВМ общего назначения; и ряд других ЭВМ. ЭВМ БЭСМ-4, М-220, М-222 имели быстродействие порядка 20—30 тысяч операций в секунду и оперативную память—соответственно 8К, 16К и 32К. Среди машин второго поколения особо выделяется БЭСМ-6, обладающая быстродействием около миллиона операций в секунду и оперативной памятью от 32К до 128К (в большинстве машин используется два сегмента памяти по 32К каждый). Данный период характеризуется широким применением транзисторов и усовершенствованных схем памяти на сердечниках. Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода. В конце указанного периода появились универсальные и достаточно эффективные компиляторы для Кобола, Фортрана и других языков. Была достигнута уже величина времени доступа 1х10-6 с, хотя большая часть элементов вычислительной машины еще была связана проводами. Вычислительные машины этого периода успешно применялись в областях, связанных с обработкой множеств данных и решением задач, обычно требующих выполнения рутинных операций на заводах, в учреждениях и банках. Эти вычислительные машины работали по принципу пакетной обработки данных. По существу, при этом копировались ручные методы обработки данных. Новые возможности, предоставляемые вычислительными машинами, практически не использовались. Именно в этот период возникла профессия специалиста по информатике, и многие университеты стали предоставлять возможность получения образования в этой области.

    В начало страницы

    Элементная база ЭВМ — малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

    Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились. В СССР в 70-е годы получают дальнейшее развитие АСУ.

    Закладываются основы государственной и межгосударственной, охватывающей страны — члены СЭВ (Совет Экономической Взаимопомощи) системы обработки данных. Разрабатываются универсальные ЭВМ третьего поколения ЕС, совместимые как между собой (машины средней и высокой производительности ЕС ЭВМ), так и с зарубежными ЭВМ третьего поколения (IBM-360 и др. — США).

    В разработке машин ЕС ЭВМ принимают участие специалисты СССР, Народной Республики Болгария (НРБ), Венгерской Народной Республики (ВНР), Польской Народной Республики (ПНР), Чехословацкой Советской Социалистической Республики (ЧССР) и Германской Демократической Республики (ГДР).

    В то же время в СССР создаются многопроцессорные и квазианалоговые ЭВМ, выпускаются мини-ЭВМ «Мир-31», «Мир-32», «Наири-34». Для управления технологическими процессами создаются ЭВМ сериии АСВТ М-6000 и М-7000 (разработчики В.П.Рязанов и др.).

    Разрабатываются и выпускаются настольные мини-ЭВМ на интегральных микросхемах М-180, «Электроника -79, -100, -125, -200», «Электроника ДЗ-28», «Электроника НЦ-60» и др. К машинам третьего поколения относились «Днепр-2», ЭВМ Единой Системы (ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060 и несколько их промежуточных модификаций — ЕС-1021 и др.), МИР-2, «Наири-2» и ряд других.

     Характерной чертой данного периода явилось резкое снижение цен на аппаратное обеспечение. Этого удалось добиться главным образом за счет использования интегральных схем. Обычные электрические соединения с помощью проводов при этом встраивались в микросхему. Это позволило получить значение времени доступа до 2х10 -9 с.

    В этот период на рынке появились удобные для пользователя рабочие станции, которые за счет объединения в сеть значительно упростили возможность получения малого времени доступа, обычно присущего большим машинам. Дальнейший прогресс в развитии вычислительной техники был связан с разработкой полупроводниковой памяти, жидкокристаллических экранов и электронной памяти.

    В конце этого периода произошел коммерческий прорыв в области микроэлектронной технологии. Возросшая производительность вычислительных машин и только появившиеся многомашинные системы дали принципиальную возможность реализации таких новых задач, которые были достаточно сложны и часто приводили к неразрешимым проблемам при их программной реализации.

    Начали говорить о «кризисе программного обеспечения». Тогда появились эффективные методы разработки программного обеспечения. Создание новых программных продуктов теперь все чаще основывалось на методах планирования и специальных методах программирования. Этот период связан с бурным развитием вычислительных машин реального времени.

    Появилась тенденция, в соответствии с которой в задачах управления наряду с большими вычислительными машинами находится место и для использования малых машин. Так, оказалось, что миниЭВМ исключительно хорошо справляется с функциями управления сложными промышленными установками, где большая вычислительная машина часто отказывает.

    Сложные системы управления разбиваются при этом на подсистемы, в каждой из которых используется своя миниЭВМ. На большую вычислительную машину реального времени возлагаются задачи планирования (наблюдения) в иерархической системе с целью координации управления подсистемами и обработки центральных данных об объекте.

     Программное обеспечение для малых вычислительных машин вначале было совсем элементарным, однако уже к 1968 г. появились первые коммерческие операционные системы реального времени, специально разработанные для них языки программирования высокого уровня и кросс-системы. Все это обеспечило доступность малых машин для широкого круга приложений.

    Сегодня едва ли можно найти такую отрасль промышленности, в которой бы эти машины в той или иной форме успешно не применялись. Их функции на производстве очень многообразны; так, можно указать простые системы сбора данных, автоматизированные испытательные стенды, системы управления процессами.

    Следует подчеркнуть, что управляющая вычислительная машина теперь все чаще вторгается в область коммерческой обработки данных, где применяется для решения коммерческих задач. МиниЭВМ начали применяться и для решения инженерных задач, связанных с проектированием. Проведены первые эксперименты, показавшие эффективность использования вычислительных машин в качестве средств проектирования. Применение распределенных вычислительных систем явилось базой для децентрализации решения задач, связанных с обработкой данных на заводах, в банках и других учреждениях. Вместе с тем для данного периода характерным является хронический дефицит кадров, подготовленных в области электронных вычислительных машин. Это особенно касается задач, связанных с проектированием распределенных вычислительных систем и систем реального времени.

    В начало страницы

    Элементная база ЭВМ — большие интегральные схемы (БИС). Машины предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости. Все это оказывает существенное воздействие на логическую структуру (архитектуру) ЭВМ и на ее программное обеспечение. Более тесной становится связь структуры машины и ее программного обеспечения, особенно операционной системы (или монитора)—набора программ, которые организуют непрерывную работу машины без вмешательства человека. К этому поколению можно отнести ЭВМ ЕС: ЕС-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 (“Ряд 2”), -1036, -1046, -1066, СМ-1420, -1600, -1700, все персональные ЭВМ (“Электроника МС 0501”, “Электроника-85”, “Искра-226”, ЕС-1840, -1841, -1842 и др.), а также другие типы и модификации. К ЭВМ четвертого поколения относится также многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус». «Эльбрус-1КБ» имел быстродействие до 5,5 млн. операций с плавающей точкой в секунду, а объем оперативной памяти до 64 Мб. У «Эльбрус-2» производительность до 120 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти до 144 Мб или 16 Мслов ( слово 72 разряда), максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода — 120 Мб/с.

  • Источник: https://www.sites.google.com/site/specenie/

    Программное обеспечение эвм

    Программное обеспечение ЭВМ

    Программноеобеспечение ЭВМ (ПО),его основные характеристики. ВзаимосвязьПО и аппаратных средств ЭВМ. Общаяклассификация ПО.

    Возможности компьютера как техническойосновы системы обработки данных связаныс используемым программным обеспечением.

    Программа(program, routine) – упорядоченнаяпоследовательность команд (инструкций)компьютеру для решения задачи. Конечнаяцель любой компьютерной программы –управление аппаратными средствамивычислительной системы (или аппаратнымобеспечением ВС).

    Программное обеспечение– этосовокупность программ обработки данных.

    Несмотря на то, что программное иаппаратное обеспечение рассматриваютсяраздельно, нельзя забывать, что междуними существует диалектическая связь,и раздельное рассмотрение их являетсяусловным.

    Программное и аппаратное обеспечениев компьютере работают в неразрывнойсвязи и взаимодействии. Состав программногообеспечения вычислительной системыназывается программной конфигурацией.Между программами существует взаимосвязь,то есть работа множества программбазируется на программах низшего уровня.

    Междупрограммный интерфейс-это распределение программногообеспечения на несколько связанныхмежду собою уровней. Существует несколькоуровней программного обеспечения. Этиуровни взаимодействуют между собой.Они представляют пирамидальнуюконструкцию.

    Каждый последующий уровеньопирается на программное обеспечениепредшествующих уровней, при этом каждыйвышележащий уровень повышаетфункциональность всей системы.

    Так,например, вычислительная система спрограммным обеспечением базовогоуровня не способна выполнять большинствофункций, но позволяет установитьсистемное программное обеспечение.Различают четыре уровня программногообеспечения:

    :

    Прикладной уровень
    Служебный уровень
    Системный уровень
    Базовый уровень

    Более низкие, базовые уровни отвечаютза выполнение простейших операцийввода-вывода, более высокие – за сложныедействия, однако, функционированиеболее высоких уровней невозможно безнизких уровней.

    Базовый уровень— являетсянизшим уровнем программного обеспеченияи отвечает за взаимодействие с базовымиаппаратными средствами.

    Базовоепрограммноеобеспечение содержитсяв составе базовогоаппаратногообеспечения и сохраняется в специальныхмикросхемах постоянного запоминающегоустройства (ПЗУ), образуя базовую системуввода-вывода (BIOS).

    Программы и данныезаписываются в ПЗУ на этапе производства(с помощью специальных автоматическихустройств –программаторов) и немогут быть изменены во время эксплуатации(изменениям могут быть подвергнутытолько некоторые параметры функционированияотдельных модулей базового ПО).

    В тех случаях, когда изменение базовыхпрограммных средств во время эксплуатацииявляется технически целесообразным,вместо микросхем ПЗУприменяютперепрограммируемые постоянныезапоминающие устройства (ППЗУ). В этомслучае содержание ППЗУ можно изменять.

    BIOS – самый близкий к аппаратурекомпонент.

    Основная функция BIOS заключается вуправлении стандартными внешними ивнутренними устройствами:

    • монитором
    • клавиатурой
    • дисководами
    • принтером
    • таймером

    Вспомогательные функции реализуютсяпри включении ПК на этапе так называемой «предварительной загрузки»:

    • тестирование аппаратного обеспечения, в том числе оперативной памяти. В случае обнаружения неисправности выводится индикация
    • инициализация векторов прерывания нижнего уровня (ранжирование устройств ПК по степени значимости, «важности»)
    • поиск сначала на гибком, затем на жестком диске программы-загрузчика операционной системы (OS-loader) и загрузка ОС в оперативную память

    Системный уровень— являетсяпереходным.Системное программноеобеспечение (system software)– это,фактически, минимальный набор программныхсредств, обеспечивающих работу компьютера.

    Программы этого уровня обеспечиваютвзаимодействие других программ компьютерас программами базового уровня инепосредственно с аппаратным обеспечением,то есть выполняют «посреднические»функции.

    От программ этого уровня зависятэксплуатационные показатели всейвычислительной системы.

    К системному программному обеспечениюотносятся:

    • операционная система и её компоненты (оснастка ОС: файлы динамических библиотек, программы для управления оборудованием – так называемые драйверы, программы для обслуживания работы операционной системы (системные утилиты), входящие в её состав и т. д.)
    • операционные оболочки
    • файловые менеджеры

    Операционная система (operatingsystem)набор программ, обеспечивающихработоспособность компьютерной системы,управление аппаратурой и прикладнымипрограммами, интерфейс с пользователем.

    {{ Исторически, первойоперационной системой для IBM-совместимыхкомпьютеров была MSDOS,которую предложила фирма Microsoftв конце 70_х годов.

    Сегодня она практическине используется в качестве настольнойоперационной системы для домашнего иофисного применения.

    Лишь очень небольшаяниша рынка ПО занята ей и её аналогами:MS-DOSили аналогичные операционные системыиспользуются для управления каким-либоспециализированным оборудованием втак называемых «промышленныхЭВМ» (industrialPC).

    В настоящее время наIBM-совместимыхперсональных компьютерах сx32/x64-архитектуройцентральных процессоров устанавливаютсяразличные версии операционной системыWindows(разработка фирмы Microsoft),UNIX(разработка BellLaboratoriesи UNIXGroup)и Linux(свободно распространяемая UNIX-подобнаяОС, разрабатываемая сообществомпрограммистов во главе с ЛинусомТорвальдсом). Также возможна установкаспециализированных операционных систем(операционных системреального времени – ОСРВ,а также сетевыхоперационных систем).Эти вопросы будут более подробнорассмотрены в наших следующих лекциях.

    Для Macintosh-совместимыхкомпьютеров (Maccompatiblecomputers),разрабатываемых фирмой Apple,используются различные версии операционнойсистемы MacOSX,которая представляет собой UNIX-подобнуюОС с очень развитым графическиминтерфейсом, максимально дружественнымдля пользователя (userfriendlyinterface).}}

    При подсоединении к компьютеру новогооборудования, на системном уровне должнабыть установлена программа, обеспечивающаядля остальных программ взаимосвязь сустройством. Конкретные системныепрограммы, предназначенные длявзаимодействия с конкретными устройствами,называют драйверами.

    Другой класс программ системного уровняотвечает за взаимодействие с пользователем.Благодаря ему, можно вводить данные ввычислительную систему, руководить ееработой и получать результат в удобнойформе. Это средства обеспеченияпользовательского интерфейса, от нихзависит удобство и производительностьработы с компьютером.

    Совокупность программного обеспечениясистемного уровня образует ядрооперационной системы компьютера. Ядрооперационной системы выполняет такиефункции как: управление памятью,процессами ввода-вывода, файловойсистемой, организация взаимодействияи диспетчеризация процессов, учетиспользования ресурсов, обработкакоманд и т.д.

    Операционные-оболочки ифайловыеменеджеры. Во времена господствана IBM-совместимых компьютерах операционнойсистемы MS-DOS пользователю было оченьтрудно с ней взаимодействовать.

    Этобыло связано с тем, что диалог соперационной системой проводился из«командной строки» — то есть, в видеввода в компьютер команд с клавиатуры.Пользователь должен был помнить формат(правила записи) каждой команды, чтовызывало определенные затруднения,особенно у технически малограмотныхлюдей.

    Пользовательский интерфейсMS-DOS, кромеинтерфейса командной строки, представленныйпрограммойDOS-Shell,также оставлял желать лучшего.

    В связис необходимостью облегчить пользователювзаимодействие с операционной системойпоявились операционные оболочки –специальные программы, предназначенныедля облегчения общения пользователя скомандами операционной системы.

    Самойпопулярной программой-оболочкой сталапрограмма Norton Commander, разработаннаяпрограммистом Питером Нортоном (впоследствие, он стал основателем фирмыSymantec). Кроме того, широко применялисьтакже и другие операционные оболочки:CommandProcessor(разработка фирмыPhisTechSoft);DOS-Navigator (разработка RITResearch Labs);PCToolsDeLuxe(разработкаHoldenSoftware).

    С появлением операционных систем,имеющих графический интерфейс, потребностьв таких программах-оболочках отпала,однако те удобства, которые былипредоставлены пользователям при базовыхприемах работы с файлами (копирование,перемещение, переименование) былинастолько велики, что появились программыпод названием файловые менеджеры.Наибольшее распространение получилипрограммы Windows Commander (ныне –TotalCommander) иFARManager.

    Служебный уровень— программыэтого уровня взаимодействуют как спрограммами базового уровня, так и спрограммами системного уровня. Назначениеслужебных программ (утилит) состоит вавтоматизации работ по проверке инастройке системы в целом, а также дляулучшения функций системных программ.

    Некоторые служебные программы (программыобслуживания) сразу входят в составоперационной системы, дополняя ее ядро,но большинство являются внешнимипрограммами и расширяют функцииоперационной системы.

    То есть, в разработкеслужебных программ отслеживаются дванаправления: интеграция с операционнойсистемой и автономное функционирование.

    Источник: https://studfile.net/preview/4289454/

    Программное обеспечение ЭВМ (стр. 1 из 2)

    Программное обеспечение ЭВМ

    Тема1.Програмное обеспечение ЭВМ

    1. Виды программного обеспечения ЭВМ

    Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО). По функциональному признаку различают следующие виды ПО:

    системное;

    прикладное.

    Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

    Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем.

    Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т. д.

    Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

    В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов.

    На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), например, использовались такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) — ОС РВ и RSX-11.

    На персональных ЭВМ долгое время эксплуатировалась ОС-MS-DOS. В настоящее время получили распространение системы Windows 98/Me, Windows 2000, Linix.

    Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т. д.

    К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

    Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма Novell), Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft) и LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM). Однако в последнее время лидирующие позиции начинает занимать ОС Windows 2000 Server фирмы Microsoft.

    Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:

    интерфейсные системы;

    оболочки операционных систем;

    утилиты.

    Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ.

    В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.

    11 for WorkGroups (для рабочих групп).

    Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой.

    Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг.

    В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.

    На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, FAR Manager и Windows Commander.

    Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий:

    обслуживание магнитных дисков;

    обслуживание файлов и каталогов;

    предоставление информации о ресурсах компьютера;

    шифрование информации;

    защита от компьютерных вирусов;

    архивация файлов и др.

    Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.

    Средства разработки программ используются для разработки нового программного обеспечения как системного, так и прикладного.

    Прикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.

    Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя по крайней мере следующие: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т. д.

    Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.

    К типовому прикладному ПО относят следующие программы:

    текстовые процессоры;

    табличные процессоры;

    системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

    системы управления базами данных;

    экспертные системы;

    программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

    Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы.

    Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы.

    Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

    Поскольку разработка ПО любого назначения, как правило, является довольно сложным и трудоемким процессом, дальнейший материал настоящего раздела посвятим общим вопросам разработки программ и инструментальному ПО.

    2 Назначение, функции, классификация основных компонентов системного программного обеспечения.

    Cистемное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

    Операционные системы.

    Системы управления файлами.

    Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.

    Системы программирования.

    Утилиты.

    Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

    Операционная система

    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 вычислительном системы и организации падежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС. На рис. I 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 программных запросов па запуск, приостановку, остановку других программ;

    загрузка в оперативную намять подлежащих исполнению программ,

    инициация программы (передача ей управлении, в результате процессор исполняет программу)'.

    идентификация всех программ и данных;

    обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или

    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;

    удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);

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

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

    организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

    защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

    предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

    обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

    Система управления файлами

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

    Именно благодаря системе управления файлами вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем. Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управления файлами.

    Однако выделение этого вида системного программного обеспечения в отдельную категорию представляется целесообразным, поскольку ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно).

    В этом случае говорят о монтируемых файловых системах (дополнительную систему управления файлами можно установить), и в этом смысле они самостоятельны.

    Более того, можно назвать примеры простейших ОС, которые могут работать и без файловых систем, а значит, им необязательно иметь систему управления файлами, либо они могут работать с одной из выбранных файловых систем. Надо, однако, понимать, что любая система управления файлами не существует сама по себе — она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой.

    Источник: https://mirznanii.com/a/309047/programmnoe-obespechenie-evm

    Refy-free
    Добавить комментарий