Компьютеры - наши неотъемлемые спутники жизни вот уже второй десяток лет. С их помощью люди развлекаются и работают, общаются с друзьями по всему миру. К сожалению, далеко не все пользователи представляют себе принципы работы с компьютером.

В частности, они редко задумываются о важности СПО. Это Что подразумевается под этим понятием и в чем важность этих программ? Раскрытию этого вопроса и посвящена данная статья. Кроме того, нами будет рассмотрена существующая на сегодняшний день классификация системного программного обеспечения.

Это необходимо знать даже рядовым пользователям, так как при прочтении каких-то информационных статей они частенько не могут понять сути там написанного. Происходит это как раз-таки из-за незнания общей терминологии. Нужно отметить, что ее искажением нередко грешат даже специализированные ресурсы.

Введение в тему

Исторически сложилось, что все используемые нами программы подразделяются на два класса:

• Системные приложения (СПО - это основа любой операционной системы).
• Прикладные программы.

Имеется еще класс глубоко специализированного прикладного ПО, но в повседневной жизни с ним встречаются только техники и разработчики.

К относятся офисные приложения, программы для создания и редактирования изображений, а также прочие средства, с которыми каждый из нас имеет дело ежедневно. Нетрудно догадаться, что этот класс является самым распространенным и многочисленным.

Что же входит в понятие СПО? Это программы, предназначенные для созданные для взаимодействия пользователя и компьютера (DE - графические оболочки), а также специализированные системы сбора и обработки информации. Последние используются (в том числе) на борту самолетов и боевых машин.

Драйверы и прочее

Очень часто выделяют системные библиотеки и драйверы устройств, которые по своему назначению ни в чем не отличаются от самого СПО. Это означает, что отдельно их рассматривать не имеет смысла.

Таким образом, системным программным обеспечением (System Software) можно называть комплекс программ и интерфейсов, которые служат для управления и взаимодействия компьютера с человеком. Главное их назначение - перевод машинных средств отображения и анализа в более привычные всем нам текстовые или графические формы. Состав СПО (в отличие от прикладных утилит) практически никак не зависит от конкретных задач, решаемых пользователем на компьютере.

Он может проектировать на нем дома, а может целый день сидеть в социальных сетях. В каждом случае программное обеспечение компьютера различается кардинально, в то время как состав системных приложений никаких изменений не претерпевает.

Для чего нужно системное ПО

А сейчас подробнее разберемся с назначением программ такого типа. Итак, их основные функции:

• Они создают среду, в которой работают прикладные утилиты (ОС).
• Обеспечивают упрощение и автоматизацию разработки новых приложений.
• Максимизируют точность и результативность взаимодействия между компьютерами в локальных и глобальных сетях.
• Диагностируют (и ремонтируют) различные сбои программного характера.
• Ответственны за выполнение вспомогательных операций (копирование, архивирование, передачу данных).

Соответственно, ни один компьютер без СПО работать не может в принципе, так как даже самая примитивная операционная система - тоже комплекс специальных приложений. Обслуживанием этих программ могут заниматься только квалифицированные пользователи, а разработкой - только лучшие программисты, которые в ряде случаев должны знать язык машинного программирования (таких специалистов в мире вообще единицы). Словом, создать свою ОС в гордом одиночестве у вас точно не получится.

Базовые знания и навыки

Несмотря на сложность такого рода программ, даже рядовые пользователи должны представлять себе сущность их работы, так как от этого зависит результативность их взаимодействия с компьютером. К примеру, не зная о принципах работы программ, контролирующих запись и считывание информации с поверхности жесткого диска, вы не сможете форматировать винчестер, исходя из типа тех данных, которые намереваетесь там хранить.

Как мы уже и говорили, их применение носит системный характер, который не меняется практически никогда. А потому к разработке СПО предъявляются особенно жесткие требования.

Классификация системного программного обеспечения

Традиционно в этом классе выделяют следующие разновидности программ:

• Управляющие компоненты.
• Компоненты анализа, обработки и передачи информации.

Как несложно понять, управляющие программы синхронизируют основные процессы, позволяя корректно функционировать всем устройствам компьютера. Их основные функции следующие:

• Непосредственное управление всеми вычислительными мощностями системы.
• Работа с данными, необходимыми для ее функционирования.

Чаще всего эти утилиты постоянно находятся в оперативной памяти компьютера. Относятся к резидентным средствам, составляющим ядро всей ОС. Если управляющие программы, которые необходимы для выполнения какой-то важной операции, загружаются в память непосредственно перед проведением работы, то они называются транзитными (transitive). В любом случае сегодня подобные утилиты поставляются исключительно в составе как самой операционной системы, так и в виде библиотек драйверов.

В отличие от них программы для обработки информации запускаются отдельно. Чаще всего они поставляются в составе инсталляционных пакетов прикладных приложений. Кстати, installer, к примеру) также относится к системному программному обеспечению.

Другой вариант классификации

Очень часто специалисты говорят, что программное обеспечение компьютера должно подразделяться на базовое и сервисное. К базовому относятся те программы, которые обеспечивают само функционирование компьютера. Соответственно, к системному программному обеспечению относятся:

• Сами операционные системы и драйвера в их составе.
• Графические оболочки (DE) и прочие среды для выполнения программ.
• Файловые менеджеры.

ОС как комплекс СПО

Продолжаем рассматривать системное программное обеспечение. Операционные системы являются его неотъемлемой частью.

Вообще, сама ОС может быть представлена как комплекс системных программ, которые отвечают за получение, обработку, использование информации и управление всеми системными устройствами. С одной стороны, ОС выступает в роли «прокладки» между пользователем и его компьютером, с другой стороны, отвечает за как можно более эффективное использование как программной, так и аппаратной начинки последнего.

В литературе ОС называется также базовое системное программное обеспечение. Почему принята такая терминология, мы рассмотрим ниже.

Управление файлами - важнейшая функция СПО

Файловые менеджеры предназначены для более удобного доступа к физическим данным на диске, для отображения их в графическом представлении. Таким образом, они позволяют использовать только логическое имя файла, а не его непосредственные координаты на жестком диске.

Важно! Файловые системы и файловые менеджеры сами по себе не существуют, так как их разрабатывали под конкретные операционные системы и для решения определенных задач. Таким образом, некоторое количество специалистов сходится во мнении, что к системному программному обеспечению относятся и эти приложения.

Но есть несколько фактов, которые предопределяют отношение к такого рода программам с точки зрения самостоятельных средств управления информацией:

• Многие операционные системы (причем уже давно и практически все) могут одновременно (!) работать практически со всеми файловыми системами.
• Некоторые примитивные (но все же могут вообще обходиться без подобных приложений.

Что такое сервисное СПО

К этой категории относятся программы, которые значительно расширяют возможности программы СПО, делая ее более удобной для конечного пользователя. Их также можно классифицировать, причем пунктов получится немало:

• Драйверы устройств, которые не закладываются в состав ОС на этапе ее создания.
• Программы для самодиагностики компьютера, которые избавляют пользователя от необходимости самому находить причину ошибок и сбоев.
• Как ни странно, но антивирусное ПО также подходит под определение «сервисного». Отметим, что так было далеко не всегда.
• Приложения для обслуживания жестких дисков позволяют копировать и архивировать информацию, безвозвратно удалять или восстанавливать данные, оптимизировать процесс записи файлов на диск.
• Встроенные программы архивации, позволяющие значительно уменьшить занимаемое информацией пространство.
• Утилиты для управления сетевыми ресурсами и самой сетью.

Частенько этот класс программ называют системными утилитами. Сразу отметим, что антивирусные программы так не называют. Сегодня широко известны средства от Symantec, Touch Stone, а также других крупных компаний, которые поставляют программное обеспечение. для некоторых случаев мы рассмотрели, но остаются нераскрытыми некоторые вопросы.

СПО для работы с сетевыми протоколами

Как можно понять из названия, эти системные приложения ответственны за доступ к Сети. Отметим, что все нижеизложенное более относится к тем системам, которые предназначены для выполнения каких-то специфических действий (файл-сервер, почтовый сервер). Чтобы обновить программное обеспечение такого порядка, нередко приходится разрабатывать новые версии операционных систем.

Ключом к пониманию работы всего алгоритма является специальная программа-сервер, которая принимает запросы из сети и сама же отсылает ответы на них. Утилиты, которые предназначены для отправки запросов, называются клиентами. Отметим, что запрос посылается в виде стандартизированного формата, который чаще называют протоколом. Ответ также высылается в виде файла определенного формата, который содержит всю необходимую информацию (пакет).

Кстати, IE и Firefox, Opera и Google Chrome - тоже клиенты, работа которых основана на изложенном только что принципе.

и выполнения программ

Эти программы относятся к специфическим средствам, но общее представление о них также необходимо, так как без этого невозможно понять принципы работы ОС и компьютера в целом. Они нужны не только для создания, но также для отладки и запуска приложений.

Специалисты говорят, что для данного случая в системное программное обеспечение входят:

• Средства для набора и редактирования текста.
• Транслятор или интерпретатор (для простейших языков).
• Редактор связей, также называемый компоновщиком.
• Отладчики.
• Полные прикладные библиотеки для выполнения программы.

Отметим, что создается приложение (за редчайшими исключениями) под какую-то определённую ОС. Но системные средства, которые предназначены для их разработки, могут работать в совершенно иной системе (для этого и нужны отдельные системные библиотеки). Это очень важно, так как не ограничивает самих разработчиков в выборе предпочитаемой системы для работы.

Что такое трансляторы

Так как это определение понятно далеко не всем, рассмотрим данный вопрос несколько подробнее.

Это важнейшее понятие обозначает программу, которая переводит язык программирования, который понятен людям, на машинный язык. Конечно, машинный язык может быть понят и человеком, но таких специалистов во всем мире единицы. Сама программа, написанная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. Объектным модулем называется исходная информация, скомпилированная для дальнейшего ее использования машиной. В состав данного модуля входит текст программы, уже переведенный на машинный язык, а также прочая информация, необходимая для ее корректной работы и отладки.

Все приложения такого класса делятся на компиляторы и интерпретаторы. Первые сразу же переводят исходный модуль в машинный текст. Интерпретатор же не только выполняет переноску, но и тут же пробует протестировать программу. Исходя из этого, у него есть один громадный недостаток: медленное выполнение программы. Именно поэтому используются такие средства только в среде самых простых и примитивных языков, которые применяют для обучения основам программирования.

Компоновщик, или редактор связей, занимается обработкой объектных модулей в загрузочные элементы. Каждый из них уже может быть перемещен в оперативную память и выполнен.

Отладчик и прочие компоненты

Отладчик выполняет важнейшую функцию, так как позволяет контролировать процесс выполнения программы, попутно выискивая ошибки в ней. В его базовый набор функций входят:

• Возможность пошагового выполнения загруженного объектного модуля, с постоянным выведением результатов.
• Остановка в заданных разработчиком точках.
• Если есть такая необходимость, отладчик может полностью остановить программу в заранее заданной точке.
• Отображение всех используемых переменных.

Выводы

Итак, подведем итоги. Получается, что в системное программное обеспечение входят следующие компоненты:

• Непосредственно ОС (операционные системы).
• Графические оболочки (DE) и среды выполнения программ.
• Файловые менеджеры и прочие средства управления файлами.
• Средства для разработчиков.
• Все сетевые утилиты.
• Некоторые прикладные программы.

Вот мы и рассмотрели состав системного программного обеспечения.

Цивилизованный мир стремиться к индивидуализации и разобщению. Не только в России прохожие стараются не замечать на улице человека, которому определенно нужна помощь. А в интернете появляется все больше проектов, получивших финансирование по схеме краудфандинга — добровольных пожертвований от пользователей. Примеров масса: от всем известной виртуальной энциклопедии до свободного программного обеспечения (сокращенно СПО), речь о котором и пойдет далее.

Создатель «Википедии» Джимми Уэйлс смотрит с фотографии жалостливыми глазами на посетителей сайта. Российские музыканты отказываются от лэйблов и распространяют свои альбомы в сообществе Kroogi, где посетители сами решают, сколько платить за скачиваемые треки. А популярный новосибирский проект Сиб.фм поднялся на пожертвованиях читателей новостей. Но, пожалуй, самый глобальный пример эффективности краудфандинга - это СПО.

Если у вас или ваших знакомых есть смартфон на платформе Android - вы тоже коснулись мира свободного программного обеспечения. Что такое свободное программное обеспечение? СПО - это действительно целый мир и целая философия, и вот почему. Когда вы покупаете устройство под операционной системой Windows или 0SX, вы выступаете только в качестве пользователя системы. То же самое касается и многих платных программ (правильнее было бы сказать - проприетарных). При установке софта вы заключаете лицензионное соглашение, и в случае несанкционированных действий, нарушающих авторские права, можете понести ответственность вплоть до уголовной. Это означает, что если вас не устраивает, как программа функционирует, то всё, что вы можете - это связаться с разработчиком и попросить внести требуемые изменения. Получите ли вы их, зависит от настроения разработчика и суммы оплаты. Вы не имеете права не только передать свою копию кому-либо ещё, но и даже просто исправить ошибки.

В случае СПО вы имеете доступ к так называемым исходным кодам программного обеспечения. Это означает, что вы (или нанятый вами специалист) можете внести изменения в код, а также что вы теперь имеете право распространять собственное модифицированное ПО. Вы даже имеете право брать за эту разработку деньги. Единственное условие - любой такой продукт должен соблюдать специальную свободную лицензию - GPL или BSD.

Идеология свободного программного обеспечения была сформирована известным программистом Ричардом Столлманом в 1983 году. В её основе лежит возможность неограниченной установки, запуска, свободного использования, изучения, распространения и совершенствования софта. Уже из самой идеологии вытекает кажущееся заблуждение: СПО разрабатывается только энтузиастами и нежизнеспособно в качестве бизнес-модели. Проприетарный софт существует на деньги, перечисляемые за покупку лицензии на установку и использование копии программы. Владелец СПО, если оно бесплатно, может получать деньги только за носитель, на который программа записана, - например, за фирменный компакт-диск. Если же оно платно, то всегда найдётся умелец, который его модифицирует и будет распространять свободно. Налицо недополученная прибыль. С другой стороны, этому умельцу тоже нужно на что-то жить, иначе он просто не сможет регулярно выпускать актуальные обновления своей версии программы.

Однако СПО успешно конкурирует с проприетарным: основы трёх классических решений для автоматизации работы компании - это операционные системы (ОС) Windows, 0SX и СПО (в частности, Free BSD и семейство Linux) и соответствующие пакеты программ. У каждого решения есть свои плюсы и минусы, а значит, существуют поклонники и противники. Особенность 0SX в том, что она требует компьютерных комплектующих (их ещё на жаргоне называют «железом») только производства фирмы Apple. Это влечёт за собой достаточно большие расходы: на само «железо» и на софт к нему.

Windows и СПО могут работать на устройствах практически любой конфигурации. Производители каждой из комплектующих компьютера могут быть совершенно разными: когда вы покупаете ноутбук фирмы, допустим, А***, не все детали внутри него выпущены этой фирмой. Это даёт возможность выбора конфигурации, оптимальной по цене, функциональности и надёжности. Каждая система влечёт за собой свой набор программ, хотя некоторые являются «кроссплатформенными»: это означает, что есть версии для любого типа операционных систем.

Самая распространённая ОС в мире - Windows, за ней следует 0SX. Для системы Windows существует больше всего ПО. Оно зачастую проприетарное, разрабатываться начало раньше аналогов, поэтому их функционал достаточно высок. Иногда замену таким программам найти невозможно. Однако надёжность этого программного обеспечения зачастую невысока. 0SX, семейство Linuxn Free BSD «выросли» из проприетарной системы Unix, они родственны и в целом схожи. Они изначально устроены так, чтобы выдавать высокий уровень надёжности. Недостатком СПО в данном случае является сложность настройки и использования (говорят, что они не «user-friendly», то есть не ориентированы на пользователя).

Становится ясно, что готовый продукт СПО можно успешно коммерциализировать, предоставляя услуги технической поддержки: помощь в установке, настройке и эксплуатации софта. А финансирование первоначальной разработки очень часто осуществляется именно методами краудфандинга. Сторонники идеи свободного программного обеспечения добровольно перечисляют разработчикам произвольные суммы денег, которые и поддерживают проект на этапе его становления. Коллективность очень часто встречается и в самой разработке проекта: общаясь в Интернете, разработчики делятся друг с другом не только java — книгами по языку для новичков и профи , но и идеями.

Эффективность СПО оправдывает себя и в частном бизнесе, и в государственных структурах. В компании, достаточно крупной для того, чтобы иметь свой собственный сервер, этот сервер с большой вероятностью работает на одной из операционных систем, относящихся к СПО. Многие руководители переводят на СПО и пользовательские компьютеры сотрудников: это менее затратно на этапе приобретения программного обеспечения, менее подвержено вирусным атакам. Так обеспечивается лучшая сохранность больших баз данных и конфиденциальной информации. А пользовательские качества такого софта приближаются к проприетарным: люди, не очень сведущие в околокомпьютерной тематике, часто и не замечают, что начали пользоваться «страшным» свободным ПО. Особенно если системный администратор компании умеет схитрить и выдать новую программу за «очередную версию Word». Кстати, даже уже упоминавшаяся нами «Википедия» не обошлась без СПО: «движок» сайта, обеспечивающий всё его функционирование, является свободным продуктом.

Если же говорить о нашей стране - в России запущены программы, в соответствии с которыми все государственные структуры и образовательные учреждения должны перейти на СПО к 2015 году, а на формат OpenDocument (аналог MicrosoftOffice) с 2011 года действует ГОСТ. Да и вы с вероятностью около ¼ выходите в Интернет, используя свободный браузер.

Понятие системного программного обеспечения и прикладного программного обеспечения. Отличие СПО и ППО. Кольцевая схема вычислительной системы.

Систе́мное програ́ммное обеспе́чение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя.

Прикладное программное обеспечение - программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием посредством операционной системы.

В отличие от ППО, СПО не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

Основное СПО и СПО сервиса. Примеры.

Основное (базовое) СПО поставляется вместе с компьютером и обеспечивает его работоспособность. В состав Базового СПО входят

BIOS – «базовая система ввода-вывода» - реализованная в виде микропрограмм часть системного программного обеспечения, которая предназначается для предоставления операционной системе API для доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам.

Операционная система – это комплекс системных и служебных программных средств, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

Операционная оболочка – интерпретатор команд ОС, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.

В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с пользователем: текстовый пользовательский интерфейс (TUI) и графический пользовательский интерфейс (GUI).

Сетевые программные средства.

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

Это набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

Драйверы – это специальные программы, обеспечивающие взаимодействие ОС с аппаратными устройствами.

Программы диагностики работоспособности компьютера позволяют проверить конфигурацию ПК, выявить дефекты дисков и предотвратить потерю данных, хранящихся на дисках.

Антивирусные программы – это программы, для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов.

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

Программы архивирования данных , которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для её хранения.

Программы обслуживания сети .

Понятие операционной системы. Функции ОС.

ОС – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а так же их взаимодействие между собой и пользователем.

Функции :

Управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием.

Управление выполнением программ.

Организация хранения информации во внешней памяти.

Взаимодействие пользователя с компьютером, то есть поддержка интерфейса пользователя.

Обзор современных ОС. Классификация.

Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.

По способу управления различают ОС:

Неграфические ОС (командные) предполагают ввод пользователем команд с клавиатуры в поле командной строки. (MS DOS)

Графические ОС (объектно-ориентированные) где весь экран доступен для управления, основное средство управления - мышь. (Windows)

По числу одновременно выполняемых задач ОС делятся на:

Однозадачные - способны выполнять в одно и то же время не более одной задачи. (MS DOS)

Многозадачные - позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно. (Windows, OS/2, UNIX)

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС делятся на:

Однопользовательские – предназначенные для обслуживания одного клиента. (MS DOS)

Многопользовательские – рассчитаны на работу с группой пользователей одновременно (Windows, UNIX). В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и др. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Понятие ресурса вычислительной системы. Виды ресурсов ВС.

Ресурс – всякий объект, который может распределяться внутри системы.

Вычислительная система (ВС) – это взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации.

Вычислительная система обладает четырьмя ресурсами:

Информация (данные и программы).

Процессор.

1. Внешние устройства.

Функции управления ресурсами.

Функции управления:

Отслеживание состояния.

Решение о выделении ресурса.

Выделение ресурса.

Освобождение ресурса.

Понятие процесса. Управление процессами. Способы диспетчеризации процессов.

Процесс – часть задания, которая выполняется на отдельном устройстве.

Существуют 2 вида процессов:

Процессы вычислений – быстрые процессы, развиваются на процессоре.

Процессы ввода-вывода – медленные процессы, развиваются на внешних устройствах.

Функции управления :

1. Отслеживание состояния занятости процессора каким-либо процессом (какое время и в каком режиме);

2. Решение о выделении времени процессора какому-либо процессу на основе какой-либо стратегии;

3. Выделение процессорного времени;

4. Освобождение процессора от процесса.

Диспетчеризация – задача динамического кратковременного планирования (тактика).

Способы (диспетчеризации): обычно создаются очереди процессов:

FCFS – прямая очередь.

2) SJN – Для каждого задания должны быть определены потребности во времени процессора. Только одна очередь – очередь процессов, готовых к выполнению, т.е. те задания, которые были заблокированы по вв/выв, снова помещаются в очередь наравне с новыми.

3) SRT -следующее задание требует меньше времени.

Здесь используется разница между временем, требуемым и временем уже полученным. Если используется однопользовательская система, но с мультипрограммированием, желательно, чтобы фоновые задания получали меньше времени, чем активные.

RR - карусель с квантами. Существует одна очередь, если все задания имеют одинаковый приоритет. Если приоритет разный, то будет организация нескольких очередей.

Управление памятью.

Существует 7 основных стратегий распределения ОП:

Одиночное распределение

Идея: вся доступная память выделяется одному заданию (процессу).

Область, не занятая ОС будет выделена заданию пользователя; если объем доступной памяти больше объема задания, то появится фрагмент.

Распределение разделами

Идея: Разделить область доступных адресов ОП на куски – разделы. Каждый раздел содержит адресное пространство только одного задания целиком.

Различают статическое и динамическое распределение.

Статическое – выделяется раздел, а потом поступает задание.

Динамическое – сначала поступает задание, а потом выделяется раздел.

Выделение перемещаемыми разделами

Идея: Выделять для выполнения задания разделы и перемещать их для того, чтобы освободить требуемый объем ОП и получить смежное пространство адресов для размещения очередного задания.

Страничное выделение

Идея: Разбить адресное пространство задания и физической ОП на куски одинакового постоянного размера, которые называются страницами и блоками соответственно.

Страничное выделение по запросу

Идея: Размещать в ОП только те страницы, которые необходимы в данный момент, а все остальные подгружать в ОП из внешней памяти по запросу.

Сегментное распределение

Идея: Разбить адресное пространство задания на логически законченные куски переменного размера, называемые сегментами. ОП будет выделяться под сегмент.

Странично-сегментное распределение

Идея: Адресное пространство задания разбивается на логически законченные сегменты, а сегменты разбиваются на куски фиксированного размера – страницы. Страницы получают блоки физической памяти.

Устройства. Виды устройств. Драйверы устройств.

Устройство - искусственный объект, имеющий внутреннюю структуру, созданный для выполнения определённых функций.

Устройства ввода: клавиатура, мышь, микрофоны, сканеры, графические планшеты.

Устройства вывода: мониторы, колонки, принтеры, плоттеры, виртуальные манипуляторы.

Драйвер устройства – программа ОС для управления работой периферийных устройств: дисководами, дисплеем, клавиатурой, мышью, принтером.

Функции драйвера устройств:

Прием и обработка запроса, который поступает к данному периферийному устройству.

Преобразование запроса о необходимости связи с этим устройством в серию команд управления им, с учетом всех деталей конструкции и особенностей его работы.

Обработка сигнала прерывания, который поступает от соответствующего этому драйверу периферийного устройства.

Понятие виртуальности. Понятие логического диска.

Виртуальное устройство – моделирование одного физического устройства в несколько логических.

Достоинства и недостатки:

+: можно использовать этот режим для устройств, не работающих по схеме разделения, количество обслуживаемых процессов не ограничено

–: дополнительная схема управления.

Логический диск или том - часть долговременной памяти компьютера, рассматриваемая как единое целое для удобства работы. Термин «логический диск» используется в противоположность «физическому диску», под которым рассматривается память одного конкретного дискового носителя.

Для операционной системы не имеет значения, где располагаются данные - на лазерном диске, в разделе жёсткого диска, или во флеш-памяти. Для унификации представляемых участков долговременной памяти вводится понятие логического диска.

В таблице определяется, в каком каталоге (папке) находится тот или иной файл. Благодаря этому при переносе файла из одной папки в другую в пределах одного тома, не осуществляется перенос данных из одной части физического диска на другую, а просто меняется запись в таблице размещения файлов. Если же файл переносится с одного логического диска на другой (даже если оба логических диска расположены на одном физическом диске), обязательно будет происходить физический перенос данных (копирование с дальнейшим удалением оригинала в случае успешного завершения).

Понятие файловой системы. Способы реализации (примеры).

Файловая система – набор соглашений, определяющих организацию данных на носителе информации.

Реализация файловой системы связана с такими вопросами, как поддержка понятия логического блока диска, связывания имени файла и блоков его данных, проблемами разделения файлов и проблемами управления дискового пространства.

Наиболее распространенные способы выделения дискового пространства: непрерывное выделение, организация связного списка и система с индексными узлами.

Файловая система часто реализуется в виде слоеной модульной структуры. Нижние слои имеют дело с оборудованием, а верхние с символическими именами и логическими свойствами файлов.

Файловая система определяет :

Как хранятся файлы и каталоги на диске.

Какие сведения о файлах и каталогах хранятся.

Как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие – нет.

Формат каталогов и другой служебной информации на диске.

Трансляторы. Функции. Варианты построения.

Транслятор – это программа, которая переводит входную программу на исходном (входном) языке в эквивалентную ей выходную программу на результирующем (выходном) языке.

Функции:

Трансляция мнемонических кодов операций в их эквиваленты на машинном языке.

Присваивание символьным именам соответствующие им машинные адреса.

В качестве входной информации используются исходный текст, написанный на ассемблере, и служебная таблица ассемблера. На выходе получаем объектный код программы.

Варианты построения:

Недостаток – трудно реализовать ссылки вперед. Для реализации таких ссылок необходимо размещать сегмент данных в самом начале программы, то есть сначала определение имен, а затем их использование. Существует два типа таких ассемблеров:

а) Ассемблер записывает объектную программу непосредственно в оперативную память для немедленного использования.

б) Ассемблер создает объектную программу, которая будет использоваться позднее.

Компиляторы. Функции. Отличие от трансляторов. Варианты построения.

Компилятор – программа, преобразующая исходный текст на языке высокого уровня в объектный код.

Функции :

Просмотр исходного текста, распознавание и классификация различных лексем (лексический анализ).

Разбор каждого предложения как некоторой конструкции языка (синтаксический анализ).

Генерация объектного кода.

Компиляция – поиск соответствия конструкций входного потока структурам, определенным грамматикой и генерация соответствующего кода для каждого предложения.

Отличие от трансляторов – в качестве конструкций языка используются более сложные составные конструкции, описанные на множестве простых конструкций.

Системное программное обеспечение (System Software ) − это программы и программные комплексы для работы компьютера и телекоммуникационного оборудования. System Software выступает в роли «переводчика-синхрониста» между приложением пользователя и непосредственно с аппаратным обеспечением. По одной из классификаций к системному ПО относится только служебное (сервисное) программное обеспечение, по другой классификации СПО – это двухуровневое программное обеспечение, которое состоит из базового ПО и сервисного.

Возможно ли отнести то или иное программного обеспечения к системному, зависит от соглашений, которые были прописаны в конкретном контексте. Будем придерживаться второй точки зрения (более распространённой), когда к системному программному обеспечению (СПО) относят и базовое программное обеспечение (не путать с BIOS), и сервисное. Это операционные системы, оболочки, утилиты, драйверы, системы программирования, системы управления базами данных, связующее программное обеспечение.

СПО служит:

• для создания операционной среды для работы других программ;
• для обеспечения надежной и эффективной работы компьютера и телекоммуникационной сети;
• для проведения диагностики аппаратуры компьютера и сетей;
• для архивирования данных, копирования, восстановления файлов программ и баз данных и т.п.

Системное программное обеспечение «организует» работу всех компонентов компьютера, а также подключенных к нему периферийных устройств.

Замечание 1

Системное программное обеспечение должно быть надежным, технологичным, удобным и эффективным в использовании. Программные продукты этой группы рассчитаны, в основном, на профессионалов в компьютерной области: администратора сети, системного программиста, прикладного программиста, оператора. Тем не менее, знание базовой технологии работы с СПО требуется и квалифицированным пользователям персонального компьютера, тем, которые, как правило, самостоятельно выполняют обслуживание программ, данных и, собственно, компьютера, а не только работают со своими программами.

Обычно СПО подразделяется на базовое и сервисное.

Базовое программное обеспечение. Сюда входят:

• операционная система (ОС) и драйверы в её составе;
• операционные (интерфейсные) текстовые и графические оболочки для взаимодействия пользователя с ОС, а также системы управления файлами;
• сетевая операционная система, которая предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (электронная почта, управление файлами, процессы управления сетью и др.).

Сервисное программное обеспечение − программы и программные комплексы, которые дают больше возможностей базовому ПО и организуют пользователю более удобную среду для работы. Такие программы часто называют утилитами (кроме антивирусов, к ним этот термин не применяется).

Рисунок 1.

Определение 1

Утилиты − программы, которые служат для обслуживания компьютеров или для выполнения вспомогательных операций обработки данных, таких как диагностика аппаратных и программных средств, оптимизация использования дискового пространства, восстановление разрушенной информации на магнитном диске и др.

Основное назначение утилит − автоматизация работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы.

Этот набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, можно классифицировать следующим образом (по функциональному признаку):

• драйверы специфических и специальных устройств (не поставляются в составе ОС);
• мониторы установки, они предназначены для контроля над установкой ПО;
• средства контроля (мониторинга), позволящие следить за процессами, которые проходят в системе;
• средства диагностики работоспособности компьютера; они используются и для оптимизации работы компьютерной системы, и для устранения неполадок, например, утилита «Дефрагментация диска» позволяет данные, которые принадлежат одному файлу и находятся в разных сегментах диска, объединить в одной непрерывной области данных;
• средства обеспечения компьютерной безопасности, это средства активной и пассивной защиты данных от какого-либо повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и/или изменения данных:
  • o средства активной защиты − антивирусные программы, они необходимы, чтобы обеспечить защиту компьютера, обнаружить и восстановить зараженные файлы;
  • o средства пассивной защиты - программы обслуживания дисков, они обеспечивают контроль сохранности файловой системы на логическом и физической уровнях, проверяют качество поверхности магнитного диска, создают страховые копии дисков, резервируют данные на внешних носителях, выполняют сжатие дисков и т. д.
• программы архивирования данных, предназначены для создания архивов, что упрощает хранение файлов за счёт уменьшения объема памяти. Наиболее известные архиваторы WinZip, WinRAR, 7Zip;
• диспетчеры файлов, которые нужны для выполнения большинства операций, связанных с обслуживанием файловой системы: осуществляют навигацию в файловой структуре, создают каталоги (папки), производят удаление файлов и каталогов, копируют, перемещают и переименовывают файлы, выполняют поиск файлов. Наиболее популярные для ОС Windows − Total Commander (бывший Windows Commander) и FAR Manager, для Linux − Midnight Commander;
• программы обслуживания сети. Это средства коммуникаций, которые позволяют установить связь с удалёнными компьютерами, участвовать в работе телеконференций, обслуживают передачу сообщений электронной почты и т.д. Базовое программное обеспечение, как правило, приобретается вместе с компьютером, а сервисное ПО может быть приобретено дополнительно.

Другая классификация системного программного обеспечения

В СПО традиционно включают:

• системные управляющие программы,
• системные обрабатывающие программы.

Системные управляющие программы организуют правильную работу всех устройств системы. Это, как правило, резидентные программы (находятся в основной памяти), которые составляют ядро ОС. Управляющие программы, которые загружаются в память непосредственно перед выполнением, называются транзитными (transitive).

Основные функции системных управляющих программ − управление вычислительными комплексами, управление вычислительными процессами и работа с внутренними данными ОС.

Системные управляющие программы поставляются фирмами-разработчиками и фирмами-дистрибьюторами в виде инсталляционных пакетов ОС и драйверов специальных устройств.

Системные обрабатывающие программы выполняются как специальные прикладные задачи, или приложения. Они чаще всего поставляются в виде дистрибутивных пакетов, включающих ПО.

Свободное ПО - программное обеспечение с открытым кодом. В большинстве случаев оно является бесплатным, а платить приходится за техподдержку и дополнительные сервисы. Есть другой вид ПО - проприетарное, к которому относится, в частности, и Windows. Для его использования необходимо купить лицензию на использование каждого экземпляра. Причем в этом деле есть тонкий правовой нюанс: покупая лицензию, вы не покупаете программу в собственность, как это происходит с ботинками или колбасой, вы лишь приобретаете право на ее использование, причем строго в рамках, оговоренных лицензией (запрещающей, например, модификацию программы, если это не входит в ее функциональность).

Важный момент, который не все понимают, состоит в том, что бесплатное ПО является таковым лишь по видимости. Сопровождение таких программ сложнее и требует более высокой квалификации (а точнее, существенно иной, чем в случае Windows). По понятным причинам специалистов по СПО меньше, а оплата их в среднем выше. Поэтому в системах, где ПО приходится часто обновлять или модернизировать (скажем, в связи с обновлением «железа»), устранять последствия сбоев и решать проблемы пользователей, общая цена вопроса за все время эксплуатации может быть примерно одинаковой (правда, правильно настроенный под конкретный компьютер, Linux может потом работать годами, не требуя даже обновлений).

Но даже цена вопроса, измеряемая в деньгах на приобретение и эксплуатацию ПО, - лишь верхушка айсберга, особенно если речь идет об образовательных целях. Нередко говорят о том, что учеников привязывают к продукции определенного и притом иностранного производителя, что, конечно, чистая правда. Справедливости ради отметим, что некоторые продукты Microsoft и в самом деле являются непревзойденными по качеству и функциональности - это прежде всего относится к Word, ставшему стандартом де-факто для широчайшего круга задач в области подготовки документов. Но на самом деле никто не будет обучать школьников в массе именно тем специфическим задачам, в которых Word на голову превосходит всех конкурентов, а для обучения простому набору текстов и их форматирования подойдет любой другой редактор, и даже лучше, если не такой «навороченный».

А вот для обучения собственно информатике (т.е. обращению с компьютером и программами) проприетарные продукты подходят гораздо хуже любого СПО. Потому что СПО можно «крутить» так и этак и настраивать, как хочешь. Можно свободно изучать его внутреннюю структуру, и при желании модернизировать ее под свои нужды. Это рай для любителей «узнать, что там внутри - вата или опилки» (Н. Носов. «Незнайка в Солнечном городе»), чем на определенном этапе отличаются многие дети. Поэтому СПО - потенциально более подходящая для педагогических целей среда, чем ПО проприетарное. Если мы, конечно, все еще хотим воспитывать не бездумных потребителей, а людей с какими-то творческими задатками.

Против СПО часто выдвигают тот аргумент, что выйдя за пределы школы, ученик все равно неизбежно окунается в мир Windows, и якобы знания, полученные им, окажутся бесполезными. Это не так: во-первых, базовые навыки везде одинаковые, и умея применять их творчески (чему СПО учит в гораздо большей мере), ученик окажется на голову выше сверстников, не получивших такой возможности. Во-вторых, в мире уже есть прецедент: в недалеком прошлом в 60% американских школ стояли компьютеры Apple (и сейчас их роль в образовательной среде остается большой). Как видите, необходимость переучиваться на Windows потом (или, что еще проще, одновременно - приходя домой) совершенно не вызывает у американских школьников никаких проблем. Более того, необходимость работать в разных средах развивает кругозор куда лучше, чем унылая обязаловка единственной системы.

Есть и другой аргумент «за» СПО - это безопасность государства. Государственные интересы заставляют задуматься о том, чтобы слезть с иглы иностранного монополиста и перейти на СПО в госсекторе (как это уже сделано в Китае). И эта задача значительно бы облегчилась, если бы людей со школы приучали, как выражается фирма Apple, «думать иначе».