Программные средства или программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сферы использования ЭВМ.

Для функционирования ЭВМ используется комплекс программного обеспечения, который делится на 3 большие категории:

– системное ПО;

– инструментальные системы (системы программирования);

– прикладное ПО.

Системное программное обеспечение предназначено для:

– создания операционной среды функционирования других программ;

– автоматизации процесса разработки новых программ;

– обеспечения надежной и эффективной работы вычислительной сети;

– проведения диагностики и профилактики аппаратуры;

– выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирования, архивирования и т.п

Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

Операционная система является посредником между пользователем и другими программами, а также между пользователем и компьютером.

Основные задачи, решаемые операционной системой:

– организация диалога с пользователем;

– управление аппаратными средствами компьютера;

– организация файловой системы;

– запуск прикладных программ.

Инструментальные системы предназначены для создания программных продуктов и включают в себя все средства, необходимые для производства программ и формирования их в машинном коде, в том числе, включают языки программирования и трансляторы.

Программа – это совокупность команд, управляющих действиями компьютера, записанная в соответствии с синтаксисом языка программирования.

Язык программирования – искусственный язык, созданный для описания алгоритмов обработки данных.

Транслятор – программа-переводчик с языка программирования на язык машинных кодов. Трансляторы делятся на интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды и одновременное выполнение каждой команды.

Компилятор – транслятор, который переводит всю программу в машинные команды без ее выполнения. Компилированные программы работают быстрее интерпретированных в 20-50 раз.

Одной из основных составляющих инструментального ПО являются языки программирования, которые делятся на две большие группы:

1. Машинно-зависимые (автокод, ассемблер);

2. Машинно-независимые или языки высокого уровня:

– процедурно-ориентированные (Фортран, Паскаль, Бейсик и др.);

– проблемно-ориентированные (узкоспециализированные);

– объектно-ориентированные (Java, C ++);

– скрипт-языки (для работы с программами в сети Интернет).

Прикладное программное обеспечение предназначено для выполнения конкретных работ. Прикладные программы разрабатывается специалистами, как правило, для широкого круга пользователей. Простые прикладные программы создаются пользователями для собственных нужд.

Среди множества программ выделяются широко распространенные прикладные программы, которые классифицируются по видам деятельности:

– подготовка текстов – редакторы текстов;

– подготовка графики – графические редакторы;

– подготовка типографских документов – издательские системы;

– обработка табличных данных – табличные процессоры;

– обработка массивов информации – системы управления базами данных;

– конструирование –системы автоматизированного проектирования;

– бухучет и финансовая отчетность – бухгалтерские и банковские программы.

Программное обеспечение является просто необходимым элементом для любой вычислительной техники. Без многих программ, просто невозможно представить себе работу на персональном компьютере, так как они упрощают весь рабочий процесс. Существует множество различных программ, для всех видов деятельности. В Агентстве Недвижимости «Мегаполис» к основному программному обеспечению относятся:

• 1. АССТИ - автоматизированная система сбора технологической информации;
• 2. АСКУЭ - автоматизированная система коммерческого учёта электрической энергии;
• 3. Комплекс программ 1С: «1С Предприятие»; «1С Бухгалтерия»; «1С Зарплата и кадры»; «1С Склад».
• 4. Сетевое программное обеспечение включает: сервер Net Ware и серверы:
  • а) Система электронной почты Mozilla Thunderbird;
  • б) Сервис сетевого обмена данными;
• 5. Справочная правовая система «Гарант»;
• 6. Охранная система «Гранит 14»;
• 7. Система автоматизированного проектирования Auto Cad, компас3D.
• 8. Пакет Adobe Reader 10 - для чтения электронных файлов формата pdf, и просмотра отсканированных документов;
• 9. Полный пакет Microsoft Offiсе 2012-это пакет прикладных программ, для удобной работы с документами;
• - ESET NOD32- антивирусный пакет, выпускаемый словацкой фирмой ESET;
• - Браузер Mozilla Firefox- это программа позволяющая работать в в интернете;
• - Архиваторы WinRar и 7Zip- свободные файловые архиваторы с высокой степенью сжатия данных;
• - Языки программирования Вorland Delphi, Free Pascal, АВС Рascal,
• -- ССleaner - программа для ухода за операционной системой. С ее помощью вы сможете удалить все ненужные системные файлы, очистить реестр ОС от накопившихся уже не нужных файлов;
• - Adobe Reader- это программа для просмотра и печати документов в формате PDF;
• - TeamViewer- пакет программного обеспечения для удалённого контроля компьютеров;
• - GIMP- растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики и частичной поддержкой работы с векторной графикой;
• - Corel DRAW- популярный и один из мощнейших редакторов векторной графики;
• - AutoCAD- двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения.

В Агентстве Недвижимости «Мегаполис» находится 5 кабинетов, и более 14 других различных отделов предприятия. Каждый компьютерный класс оснащен от 10 до 14 компьютеров. В данный момент проходит модернизация и обновление компьютерной техники.

Типовые характеристики компьютерного обеспечения кабинетов АН «Мегаполис» приведены в таблица 1.

Таблица 1. Характеристики компьютерного обеспечения

Кроме этого находятся в наличии и офисная оргтехника принтеры EPSON EPL6200L, SAMSUNG ML-1615, сканеры Metrologik MS9520 и ZEBEX Z-3072SD, hub Asus Giga1008.

SAMSUNG ML-1615 - моноблочный лазерный принтер для качественной профессиональной печати. Формат - A4 (~210x297), печать черно-белая, технология печати - лазерная, ресурс картриджа - 3 500 стр., скорость ч/б печати - до 16 стр/мин, максимальный размер отпечатка - 210 x 297.

В узле доступа, для организации магистральной линии связи используется цифровое оборудование фирм “NEC” и ”Simens”, на котором используется, соответственно, программное обеспечение WinLCT и TNMS, которые служат для отслеживания магистрали и оборудования.

В роутере используется межсетевая операционная система Cisco (Cisco IOS).

В коммутаторах Cisco используется операционная система Catalist (COS).

Программой называется последовательность машинных команд, позволяющая получить требуемый результат при заданных начальных (исходных) данных. Совокупность программ различного назначения носит название программного обеспечения (ПО). Возможности компьютеров в большей мере определяются наличие развитого программного обеспечения.
Программное обеспечение принято подразделять на четыре класса: прикладное, системное, вспомогательное и инструментальное.
Системное программное обеспечение, к которому относились операционные системы, драйверы устройств, операционные надстройки и оболочки, предназначено для управления аппаратными ресурсами компьютера.
Операционная система (ОС) — это главный программный комплекс, осуществляющий управление вычислительного процесса. ОС объединяет множество элементарных операций при работе с внешними устройствами и памятью в подпрограммы, которые затем используются другими программами. Командный процессор операционной системы взаимодействует с пользователем и обрабатывает команды, набранные пользователем. На железнодорожном транспорте применялись широко известные в свое время такие ОС как MS DOS и CP/M.
Для управления работой аппаратных устройств — клавиатуры, дисплея, принтера, расширенной памяти используются программы — драйверы. Принцип работы драйверов заключается в том, чтобы каждую команду — например, записи на диск представить в виде набора элементарных операций — включение двигателя, перемещения магнитной головки и т.п. В операционной системе MS-DOS, начиная с версии 2.0 принята концепция устанавливаемых драйверов, т.е драйверов, хранящихся на диске в виде файлов.
Операционные надстройки и операционные оболочки разработаны с учетом включения в операционные системы удобного пользовательского интерфейса, который предусматривает реализацию движения курсора по меню, нажатие на определенные клавиши для выполнения требуемых функций.

Операционные надстройки предназначены для удобной работы пользователя с каталогами и файлами. Они позволяют изображать содержание каталогов на дисках, копировать, переименовать файлы и каталоги, просматривать файлы различных форматов (текстовые, архивированные, базы данных, электронные таблицы), изменять атрибуты файлов, осуществлять поиск файлов на диске. Примером такой программы является Norton Commander.
Операционные оболочки , как следует из их названия, представляют собой комплекс различных программных средств. В их число входят драйверы различных устройств, коммутационные программы (для связи нескольких компьютеров между собой), программы фоновой печати (печать происходит параллельно с выполнением других программ), программы общего назначения: текстовый и графический редактор, календарь, калькулятор.
Оболочки значительно расширяют возможности операционной системы.
Утилиты — это системные программы вспомогательного назначения. Их основное назначение — создание дополнительных возможностей для пользователей. Это программы оптимизации и динамического сжатия диска, фоновой печати, антивирусные программы, архиваторы и многое другое. Распространение получили также комплексы программ утилитов, к их числу относятся Norton Utilities и PC Tools Deluxe.
Некоторые системные программы постоянно находились в памяти компьютера. Такие программы носят название резидентных в памяти программ. Существовали два типа резидентных программ: резидентные утилиты и всплывающие программы.
Резидентными утилитами (программами TSR) называются программы, которые загружаются в память и доступны даже в те моменты, когда работает другая прикладная программа.
Всплывающими программами (pop-up) называются в памяти программы, которые хоть и загружаются в память, но не выполняются до тех пор, пока пользователь не нажмет определенную комбинацию клавиш или не произойдет некоторое событие (например, получение сообщения по сети). Следует обратить внимание, что всплывающие программы снижают быстродействие компьютера. К всплывающим программам относились программы-фильтры, “перехватывающие” те обращения к операционной системе, которые теоретически могут использовать компьютерные вирусы: запись в выполняемые и системные файлы, запись на диск по абсолютному адресу, форматирование диска. Действие программ-фильтров было основано на программном перехвате действий, которые казались подозрительными: чаще всего это были перехват команд на запись данных в файл.
Диагностические программы предназначены для тестирования электронных устройств компьютеров, гибких и жестких магнитных дисков. Наиболее распространены программы тестирования магнитных дисков. Такие программы проверяют таблицу размещения файлов, структуру каталогов, наличие ошибок на диске. Ход проверки отображается на экране; при обнаружении ошибок пользователю предлагался один или несколько способов исправления. Из программ диагностики наиболее часто можно было увидеть программу NDD из комплекса Norton Utilities.
Коммуникационные программы предназначены для связи компьютеров и обмена файлами между ними.
Программы-архиваторы — один из видов наиболее распространенных программ-утилит, позволяющих сохранять файлы в сжатом виде. Для определения списка упакованных файлов архивный файл содержит оглавление, где указаны название заархивированных файлов и их атрибутов, исходный размер файла и после сжатия, процент сжатия или отношение сжатого файла к исходному, код циклического контроля.

Все архиваторы обладали схожим перечнем возможностей. Они архивировали (упаковывали) файлы, исключали часть файлов из числа архивирующих, создавали саморазархивирующие архивы, сохраняли файлы в архиве под паролем. Пожалуй самым распространенным на железных дорогах архиватором являлся архиватор ARJ, который используется и до настоящего времени.
Для защиты программного обеспечения от компьютерных вирусов используют специализированные антивирусные программы. Пожалуй самыми распространенными на железных дорогах антивирусными программами являлись Dr.Web и Касперский.
Значительную часть программного обеспечения, применяемого на железнодорожном транспорте составляют прикладные программы. Наиболее часто персональный компьютер использовался в качестве мощной печатающей машинки.
Типичный набор возможностей текстового редактора, которые использовали специалисты железнодорожного транспорта включал в себя команды: считывания и записи текстового файла на диск, перемещения курсора по тексту, стирания, вставки и замены символов, поиска символов в тексте и их замены, форматирования документа, установки межстрочных интервалов, нумерации страниц.

Очень существенным достоинством для текстового редактора было его оснащение программами для проверки правильности написания слов — спеллерами. Спеллер содержал словарь, по которому осуществлялась проверка. Если обнаруживалось неизвестное слово, то пользователю выдавалось предупреждение — звуковой сигнал (в редакторе Лексикон), или специальное окно (в редакторе Word). Следует отметить, что последний редактор завоевывал популярность благодаря наличию функции Автокоррекция, позволяющую автоматически в процессе набора текста исправлять наиболее часто повторяющиеся ошибки пользователя. Наличие спеллера позволяло уменьшить количество орфографических ошибок, что очень важно при написании указаний, отчетов и телеграмм.

Табличные процессоры , называемые часто электронными таблицами (spreadsheets), использовались для математической обработки больших массивов данных. Наличие в них огромного числа (до нескольких десятков) математических, статистических финансовых функций, средств для отображения данных в виде различных диаграмм и графиков, делало их незаменимыми при формировании отчетов по итогам работы, прогнозов на будущие периоды и многого другого.
Системы управления реляционными базами данных (СУБД) использовались для хранения и обработки больших объемов числовой, текстовой и графической информации.
Первоначально, ориентируясь на то, что СУБД позволял осуществлять многочисленные операции (просмотр и редактирование записей, поиск по заданному критерию (условию), выполнение математических, логических и других функций), начали разрабатываться программы, в которых пользователь мог самостоятельно формировать текст запроса. Но возникающие при этом у рядовых специалистов трудности с освоением этого специфического языка программирования, а также проблема защиты данных от несанкционированного изменения привели к отказу от этой идеи.

Скорее всего единственный вид программ, который не нашел применение в управлении перевозочным процессом — это графические редакторы. Их возможности от самых простейших(прорисовка линий, окружностей и других графических примитивов) до мощнейших (работа по принципу Natural-Media, создание ландшафтов природы, эффектов отражения света, тени, генерация облаков, гор, волн на воде и т.п.) оказались невостребованными.
В то же время силами научно-исследовательских институтов, вычислительных центров железных дорог, коммерческих фирм разработано большое количество программ по ведению статистической отчетности, расчетам плана формирования грузовых поездов, определению тарифов и другим вопросам. Написание таких специализированных программ осуществлялось с помощью всех существовавших в момент разработки языков программирования. Поэтому можно найти программы написанные на Ассемблере, Си (C), Бейсик (Basic), Паскаль(Paskal), Фортран (fortran) и других языках. Однако даже на сегодняшний день многие эксплуатационные задачи на железнодорожном транспорте программно до сих пор не реализованы.

Система управления контейнерным парком

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ

Совокупность программ, работающих на данной машине, составляют ее программное обеспечение . Очевидно, что семействам программно совместимых ЭВМ доступно одно и то же программное обеспечение. В настоящее время создано колоссальное количество программных продуктов для всех типов компьютеров.

Их можно разделить на два класса:

1. Программы, обеспечивающие работу компьютера и доступ к нему

пользователя - системное программное обеспечение.

2. Программы, обеспечивающие решение практических задач из разных

областей науки, экономики, производства и т. п.

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА.

Системное программное обеспечение - это набор программ, обеспечивающих нормальную работу и удобное использование ЭВМ. Основной и необходимой частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС). Она управляет работой внешних устройств, ведет учет и распределение ресурсов машины: процессорного времени, оперативной и внешней памяти, внешних устройств, обеспечивает интерфейс (связь) с

пользователем.

Операционная система есть на любой работающей машине, причем для каждого типа машин существует собственная ОС, а зачастую и несколько ОС. Операционные системы могут классифицироваться по ряду признаков.

1. Количество одновременно решаемых задач.

Если в текущий момент на машине обрабатывается одна задача и все ресурсы ЭВМ выделяются ей, то такой режим называется однопрограммным режимом работы. Этот режим существенно упрощает работу ОС и используется для мини - и микро-ЭВМ, является основой для ПЭВМ.

Мультипрограммный режим работы - это такой режим, при котором в текущий момент в оперативной памяти находится несколько программ, которые делят все ресурсы машины. При этом ОС решает сложные задачи по учету и распределению ресурсов, защите программ и данных друг от друга. Обычно задачи поочередно, в соответствии с их приоритетами получают

определенный квант времени процессора. Такой режим работы естественно резко увеличивает накладные расходы (например, для машин IBM-360/370 и OS 360/370 до 80% процессорного времени использовалось самой ОС и только 20-25% под сами задачи), но является оправданным и эффективным для больших машин со значительными ресурсами.

2. Способ взаимодействия с пользователем.

1) пакетный режим

Задачи и данные в этом режиме готовятся заранее, оформляются в виде блока (пакета), а затем передаются для выполнения, в результате которого пользователь получает готовые результаты. При этом пользователь не может вмешиваться в процесс решения задачи.

Такой режим используется обычно для больших ЭВМ с мультипрограммной ОС.

В этом режиме пользователь выполняет задание по шагам, может проанализировать результаты очередного шага и определить ход дальнейших действий. Такой режим предпочтителен для однопрограммного монопольного режима, но часто используется для мультипрограммного. В этом случае он называется режимом разделения времени.

3. Время ответа на запрос.

Если ЭВМ используется для управления реальным процессом (технологическим, производственным и др.), то самым важным является время ответа на запрос. Для таких применений ЭВМ разрабатывают специальные ОС, которые называются системами реального времени.

Другие ОС тоже небезразличны ко времени ответа на запрос,

но оно не имеет такого значения.

Операционная система определяет (практически полностью) среду работы пользователя, вернее его задач. Поэтому программы, разработанные в одной ОС обычно требуют переделок при переносе их в другую ОС.

В настоящее время для персональных ЭВМ совместимых с IBM PC самой распространенной является MS-DOS разных версий (однопрограммная, диалоговая) и все чаще стала использоваться система WINDOWS.

Но самой распространенной ОС для разных типов машин является система UNIX (мультипрограммная, диалоговая), которая претендует также на роль единой ОС, обеспечивающей одну среду пользователя для разных машин.

Операционная система MS-DOS для IBM PS совместимых компьютеров будет рассмотрена дальше.

ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Операционная система обеспечивает лишь выполнение программ. Их написание, отладка должны выполняться другими программными средствами. Поскольку машина может исполнять программы только на машинном языке, а человеку описывать алгоритмы на таком уровне затруднительно, то уже в начале использования компьютеров были разработаны языки

программирования - специализированные формальные средства описания алгоритма задачи и специальные программы, которые обеспечивают перевод с языка программирования на машинный язык, так называемые трансляторы. К числу первых языков программирования относятся такие языки как Фортан и Алгол.

В настоящее время насчитывается несколько тысяч языков программирования, но наиболее распространены из них около десятка. Среди них различают универсальные, предназначенные для написания любых алгоритмов, и специализированные, ориентированные на описание определенного круга задач.

Кроме того, языки классифицируются по уровням. Если нижним уровнем считать машинный язык, а верхним - естественный, то можно различать языки низкого и высокого уровня.

К языкам низкого уровня относятся автокоды, мнемокоды и ассемблеры. Это машинно-ориентированные языки, по конструкции операторов близкие к машинному, но позволяющие использовать мнемокоды команд и символическую адресацию. Для всех машин во всех операционных системах существуют ассемблеры, иногда несколько. Программы, написанные на них, очень эффективны. В частности программы ОС обычно написаны на ассемблере.

Языки высокого уровня позволяют описывать задачу на некотором подмножестве естественного языка, обычно английского. К их числу относятся Паскаль, Си, Фортран, Клиппер, Лисп, Пролог, Бейсик и многие другие.

Паскаль, Фортран, Си - это универсальные алгоритмические языки. Лисп и Пролог - специализированные языки для задач логического вывода, обработки сложных структур данных и логических умозаключений. Они используются для разработки экспертных систем, доказательств теорем и т. д.

Для всех этих языков существуют трансляторы, а иногда и несколько для разных типов машин. Трансляторы могут работать в двух режимах:

Компиляция; при этом весь текст законченной программы, написанной на соответствующем языке программирования, переводится в программу на машинном коде (объектном коде).После дополнительной обработки такая программа уже может работать независимо от языка, на котором она написана.

Интерпретация; при этом происходит пооператорный

перевод и исполнение программы. Такой режим очень удобен для

отладки простых программ. Но для больших программ практически

непригоден, т. к. требует для исполнения программы наличия в

памяти интерпретатора.

В настоящее время для написания, трансляции и отладки программ используются различные TURBO-системы (TURBO-C, TURBO-PASCAL и др.), в которые включены, помимо транслятора, простые редакторы текстов для подготовки программ, средства отладки, сборки готовым программ из объектных модулей.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Прикладное программное обеспечение (ППО) ЭВМ - это совокупность программ, обеспечивающих решение практических задач из разных областей знания. ППО составляет большую часть общего ПО. Трудно, да и практически невозможно, перечислить все программные средства, входящие в ППО, но можно попытаться определить основные классы или типы ППО. При этом следует помнить, что это деление достаточно условно. Если взять за основу уровень сложности программного продукта, то можно выделить следующие классы:

1. простые, зачастую отдельные программы, написанные программистом

для решения его собственных задач и используемые в основном им же.

2. программа или система для решения некой сложной комплексной

задачи, обеспечивающей автоматизацию некоторого процесса, формы

деятельности и т. д. Но подобная система может использоваться только в

сопровождении разработчика и рассчитана на применение в конкретных

условиях.

3. Системы, пакеты программ, комплексы, автоматизирующие некоторый

процесс, сторону деятельности предприятия организации и т. д.

возможность настройки на конкретное применение в заданных

условиях (например, на размерность задачи, объем обрабатываемой

информации, конфигурация машины и др.).

Такая система уже является коммерческим продуктом. В настоящее время существуют специальные правовые нормы по распространению и использованию таких пакетов.

На сегодняшний день такие программные средства составляют

большую часть всего ПО.

Среди них различают:

1) методо-ориентированные пакеты программ (в основном

научного характера)

2) проблемно-ориентированные системы, обеспечивающие

автоматизацию некоторой области деятельности предприятия

Если за основу взять уровень разумности или "интеллектуальности" системы, то можно различить:

1. "Жесткие" или "примитивные" системы, выполняющие четко очерченную

и сформулированную задачу по определенному алгоритму. Такими

является основная часть работающих сейчас программ.

2. Программы, которые сами определяют и уточняют алгоритм решения

задачи, в зависимости от условий и накопленного опыта. Большая часть

работающих экспертных систем относится к к этому типу.

3. Системы, которые берут на себя постановку задачи из трудно

формализуемых областей, определяющие алгоритм ее решения и

исполняющие его. Это так называемые системы с элементами

искусственного интеллекта. В настоящее время примером такого

рода систем могут служить некоторые экспертные системы.

Общая схема ЭВМ с поставленным на ней программным обеспечением может быть представлена в следующем виде:

¦Системы с эл-тами искусственного интеллекта ¦

¦ ¦Текстовые ред., САПР, прикл. пакеты¦ ¦

¦ ¦ ¦Языки программирования¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ Си, Паскаль, СУБД и др.¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ - ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ О С ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ЭВМ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ L ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ L- ¦ ¦ ¦

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS

Для ПЭВМ, программно совместимых с IBM PC, существует несколько ОС, таких как MS DOS, UNIX, WINDOWS и др. Наиболее распространенной среди них является MS DOS, т. к. она наиболее проста и требует мало ресурсов. Ее разумно использовать для машин класса ХТ, 286, 386. WINDOWS и UNIX требуют значительного количества ресурсов, но при этом обеспечивают некоторые дополнительные возможности: мультизадачность и развитый интерфейс.

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;

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.

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;

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.