Учебник_Информатика. Стандарт третьего поколениян. В. Макарова, В. Б. Волков
 Скачать 14.49 Mb.
|
|
No folders I Ш Items by type G c x j g f e docs s h k o iia r @ tjm a it.c o m | f Help j Smu out ; Д о к у м е н ты G o o g lt ПОЗВОЛЯЮТ COS... s mr n l - mB WMS ' h m- , 1»' | v •? Wf - Kl ' b Kf * Документы G ooete позволяют создавать текстовые документы, файлы электронных таблиц и презентации онлайн, не прибегая к помощи Microsoft “ “ Ice или других офисных пакетов] Рис. 15.17. Документ, создаваемый в сети 15.7.3. Компьютеры без операционной системы Развитием идеи интеграции программного обеспечения с сетью будут компью теры, состоящие из одного «железа» и небольшой программы подключения к сети и загрузки сетевых приложений. Необходимое программное обеспечение можно получить из Интернета после включения компьютера в сеть, например, рабочий стол, приложения, хранилища для файлов. Документы Google — это только первый шаг на пути тотальной сетевой интеграции. 15.7.4. Распределенность Развитие и расширение каналов сетевых коммуникаций оказало влияние и на технологии создания приложений различных классов: все чаще на компьютере пользователя оказывается только каркас, оболочка, а все необходимые вычисле ния производятся где-то в сети. Причем тенденцией сегодняшнего дня является сокрытие от пользователя, средств выполнения вычислений и мест хранения «строительных блоков» запущенного приложения. 15.7.5. Автономизация и самообучение, повышение интеллектуальности программного обеспечения Создаваемое сегодня программное обеспечение все чаще обретает черты ин теллектуальности. Оно не просто решает наши задачи, оно пытается угадать, что 462 Глава 15. Классификация и тенденции развития программного обеспечения нам удобно, проанализировать, что мы делаем чаще, и предложить нам сформиро ванные инструменты для этих действий или готовые решения. Ведутся активные разработки в области создания автономных компьютерных информационных си стем, способных длительное время функционировать без вмешательства человека, самообучающихся, самообслуживающихся и самостоятельно определяющих свои цели. 15.7.6. Интеграция с бытовой техникой Все больше программное обеспечение влияет не только на наши работу и раз влечения, но и на повседневную жизнь: программное обеспечение «умного дома» позволяет полностью переложить многие операции на плечи компьютеров и свя занной с ними аппаратуры. Все больше электронных устройств имеют не просто автоматизированную, но интеллектуально-компьютеризированную начинку. По мере удешевления микропроцессоров все больше усилий вкладывается в создание программного обеспечения для них, способного немедленно объединить недавно купленную бытовую технику с тем семейством приспособлений, которое уже имеется в наличии. 15.7.7. Новые виды пользовательского интерфейса Одна из тенденций в развитии программного обеспечения последних лет со стоит в том, чтобы отказаться от сложившегося графического пользовательского интерфейса (рабочий стол, контекстные меню, главное меню в программах, стан дартные кнопки окон) и найти какое-то новое решение. Сегодня еще нельзя сказать, в правильном ли направлении идут эти поиски,, но ведь и компьютерная технология не стоит на месте: вполне возможно, лет через пять эти вопросы перестанут быть актуальными, и разрабатываться будут новые интерфейсы к трехмерному рабочему столу, проецируемому в пространство пакетом голографических лазеров. 15.7.8. Социальные вызовы развития программного обеспечения Несвобода человека Все возрастающая свобода компьютера от программного обеспечения, а иногда от дисковых накопителей и от устройств хранения пользовательской информа ции, во многом благо: все, что вам нужно, это компьютерная сеть и возможность подключиться .к ней. В сети вы находите программы, возможно, даже операци онную систему, в сети лежат ваши документы, отредактировав или переслав их, вы снова сохраняете их в сетевых хранилищах. Удобно? — Да, но при этом ваша свобода от программного обеспечения обменивается на несвободу в другом от ношении. Какова степень конфиденциальности, защищенности, доступности до кументов? Приятно заходить в «интеллектуальный виртуальный дом», который во всем соответствует вашим желаниям и старается их предугадать. Но кто может гаран Вопросы для самопроверки 463 тировать, что завтра это также будут ваши желания, а не желания какого-нибудь хакера, взломавшего информационную систему управления вашим «разумным домом»? Поэтому можно предсказать период долгого и настороженного отношения к не которым тенденциям развития программного обеспечения, по крайней мере до тех пор, пока они соответствующим образом и надежно не будут отрегулированы в правовой сфере. В противном случае свобода, даруемая технологиями, может обернуться неожиданным рабством. Интеллектуальная деградация Компьютеры становятся все «умнее» за счет все более сложного программного обеспечения. При этом интерфейс программ становится все проще и веселее. Не нужно думать, не нужно напрягаться, сложнейшие технологии, доступные в виде красочных значков и картинок, все сделают за вас: посчитают, оценят, спрогнози руют, подберут супруга, назначат диету. Ответов в Интернете стало гораздо больше, чем вопросов у людей, и это не может не вызывать тревогу. Если человек не трени рует мускулы, он деградирует физически, если человек перестает напрягать свой мыслительный аппарат, он деградирует интеллектуально. Это очень важный вызов, достойно ответить на который может только современная, построенная с расчетом на этот вызов система образования, в том числе система непрерывного образования на протяжении всей жизни. Вопросы для самопроверки 1. Как можно классифицировать программное обеспечение по степени его взаи модействия с аппаратной частью компьютера? 2. Что такое «средства виртуализации»? 3. Какие классы программного обеспечения по виду лицензирования вы знаете? 4. В чем разница между свободным, открытым, коммерческим и проприетарным программным обеспечением? 5. В чем разница между переносимым и межплатформенным программным обе спечением? 6. Что такое «программа системного лотка»? 7. Классифицируйте программное обеспечение по способу его взаимодействия с компьютерной сетью. 8. Что такое «опасное программное обеспечение»? 9. Перечислите известные вам классы прикладного программного обеспечения. 10. Каковы основные функции текстового процессора? 11. Каким требованиям должна отвечать.современная электронная таблица? 12. Какова основная и дополнительная функциональность программы для созда ния и демонстрации презентаций? 464 Глава 15. Классификация и тенденции развития программного обеспечения 13. Что такое «переносимое приложение» и какие два значения этого словосоче тания вам известны? 14. Идентичны ли функционально программы, входящие в состав пакетов Micro soft Office и OpenOffice.org? 15. Для чего (с перечислением функций) предназначено программное обеспечение управления проектами? 16. Какие программы для работы с сервисами Интернета вам известны? 17. Какие функции выполняет образовательное программное обеспечение? 18. Как создавать документы и электронные таблицы в распространенных «офис ных» форматах, не устанавливая на компьютер офисный пакет? 19. Каковы перспективы развития программного обеспечения? 20. Каковы социальные последствия интенсивного взаимодействия человека и со временного программного обеспечения? Литература 1. Виснадул Б. В ., Гаранина JI. Г., Кокорева Е. В. Технология разработки программ ного обеспечения. М.: Ф ОРУМ , 2008. 2. Волков В. Б. Линукс Юниор. Книга для учителя. М.: ДМК, 2009. 3. Волков В . Б. Понятный самоучитель Excel 2007. СПб.: Питер, 2008. 4. Волков В. Б. Понятный самоучитель Word 2007. СПб.: Питер, 2008. Глава 16 Системное программное обеспечение компьютера 16.1. Состав системного программного обеспечения 16.2. Классификация операционных систем 16.3. Сферы применения операционных систем 16.4. Представление о структуре операционной системы 16.5. Операционные системы семейства Windows 16.6. Операционная система Windows ХР 16.7. Операционная система Alt Linux Диапазон компьютерной техники на сегодняшний день широк, от суперком пьютеров, занимающих целые машинные залы и имеющих терафлопную произ водительность, до микрочипов в смарткартах, ориентированных на достаточно медленную работу и выполнение всего нескольких фиксированных операций. Несмотря на разительные различия в размерах, быстродействии, энергопотребле нии и функциональности, все эти устройства объединяются между собой одним признаком: для их работы необходимо системное программное обеспечение. 466 Глава 16. Системное программное обеспечение компьютера 16.1. Состав системного программного обеспечения К системному программному обеспечению относятся: базовая система ввода- вывода (Base Input-O utput System, BIOS), ядро операционной системы, утилиты системного администрирования, утилиты системного программирования, обо лочки и прочее программное обеспечение, позволяющее пользователю запускать прикладные программы и работать с ними. Таким образом, к системному про граммному обеспечению можно отнести весь программный слой, обеспечивающий взаимодействие прикладных программ пользователя с аппаратными средствами компьютера (рис. 16.1). Пользователь Инструменты администрирования Инструменты системного программирования Системные оболочки Службы операционной системы Драйверы устройств I Т BIOS Аппаратные средства компьютера Рис. 1 6 .1 . Структура системного ПО 16.1.1. BIOS Между моментом включения компьютера и моментом начала работы опера ционной системы есть промежуток времени, в который на компьютере работает подсистема BIOS, выполняющая несколько важных функций. □ Тестирование аппаратного обеспечения. Сразу после включения компьютера BIOS осуществляет тестирование аппаратного обеспечения. При этом про веряются все жизненно важные устройства компьютера. Если во время провер ки обнаруживается, что то или иное устройство функционирует неправильно или отсутствует, из-за чего работа операционной системы становится невоз можной (например, обнаружена ошибка в оперативной памяти), то процесс загрузки прерывается. Если же продолжение работы операционной системы возможно, на экран выводится предупреждение об отсутствии устройства (на 16.1. Состав системного программного обеспечения 467 пример, дисковода для гибких дисков), но процесс загрузки компьютера не прерывается. □ Запуск загрузчика операционной системы. Если тестирование прошло нормаль но, то осуществляется запуск загрузчика операционной системы, после чего основное управление компьютером передается операционной системе. □ Проверка некоторых параметров аппаратного обеспечения компьютера. Кроме этих двух операций, самопроверки при включении и запуска загрузчика, со временные подсистемы BIOS выполняют контрольные и настроечные ф унк ции некоторых параметров аппаратного обеспечения компьютера. Например, используя параметры BIOS, можно в довольно широких пределах изменять частоту системной шины и тактовую частоту процессора, временные интервалы циклов чтения, записи и обновления оперативной памяти, параметры кэширова ния оперативной памяти. В компьютерах с многоядерными процессорами BIOS управляет режимами «многоядерности». Значительное расширение функцио нальности BIOS в современных компьютерах привело к тому, что операционные системы взаимодействуют с BIOS уже после того, как управление компьютером полностью передано им. BIOS, в отличие от остального программного обеспечения, располагается не на дисковых устройствах компьютера, а внутри специальной микросхемы — постоян ного запоминающего устройства. Микросхема поставляется вместе с материнской платой, и BIOS можно рассматривать как программную поддержку материнской платы. 16.1.2. Ядро операционной системы После того как подсистема BIOS последовательно выполнит все действия по проверке и инициализации аппаратных устройств компьютера, загрузчик операционной системы загружает в память компьютера ядро операционной си стемы. С этого момента и до окончания сеанса работы с компьютером (до его выключения) ядро операционной системы постоянно находится в оперативной памяти компьютера, и функционирование всех остальных программных компонен тов, как системных, так и прикладных, происходит только через взаимодействие с ядром. Важным свойством ядра является то, что процесс ядра работает в привилеги рованном режиме, то есть процесс ядра может прервать любой другой процесс, но ни один процесс не может прервать процесс ядра; процесс ядра может выполнять инструкции, которые не могут выполнять программы. Ядро обеспечивает загрузку программ, как прикладных, так и системных, ядро выделяет программам ресурсы, ядро обеспечивает взаимодействие программ между собой и с аппаратным обеспе чением компьютера. Ядро является самым необходимым компонентом системного программного обеспечения. На рис. 6.1 ядро специально выделено, а границы операционной системы (О С) обозначены’пунктирной линией. Прикладные про граммы внесены внутрь этих границ, так как они запускаются и работают внутри операционной системы и только под ее управлением. 468 Глава 16. Системное программное обеспечение компьютера 16.1.3. Драйверы устройств Современные компьютеры все больше и больше походят по своему дизайну на конструктор: они легко собираются из функциональных блоков, созданных разны ми производителями. На уровне механическом совместимость разных устройств, корпуса компьютера и его материнской платы обеспечивается стандартизацией раз меров и разъемов устройств. На аппаратном уровне необходимую совместимость обеспечивает соблюдение стандартных значений напряжения, тока, параметров импульса и последовательности следования сигналов. На уровне операционной системы взаимодействие устройств различных типов с операционной системой, а через нее — и с прикладными программами, осущест вляется через небольшие загружаемые блоки машинного кода, так называемые драйверы. Драйвер осуществляет стыковку стандартизированного программного интерфейса операционной системы и системы команд внешнего устройства. 16.1.4. Службы операционной системы Обычно программы, как прикладные, так и системные, запускаются по мере необходимости, выполняют свою работу, а затем завершаются. Но есть особый тип программ, которые должны постоянно находится в ожидании запросов от других программ или отслеживать состояние некоторых параметров операцион ной системы. Такие программы запускаются и завершают свою работу одновре менно с операционной системой. Если в такой программе происходит сбой и она аварийно завершается, то программа автоматически снова загружается в память. Такого рода программы называются службами, сервисами, или демонами, опера ционной системы. Примером службы операционной системы может быть служба печати: эта служба может принимать документы одновременно от нескольких программ (компьютеров), ставить их в очередь и затем поочередно выводить на печать. 16.1.5. Системные оболочки Программы взаимодействуют с операционной системой через интерфейс, на зываемый API (Application Programming Interface — прикладной программный интерфейс). Программа, которая должна воспринимать действия пользователя и переводить их на язык, понятный операционной системе, называется системной оболочкой (shell). Оболочки могут быть как графическими (оконные менеджеры), так и текстовыми, предназначенными для работы в терминальном режиме. Одни операционные системы, например Windows и OS/2, изначально были ориентированы на графическую оконную среду. Другие изначально отдавали предпочтение общению с пользователем с помощью символов и текстов, поэтому графическая среда в них представляет собой надстройку, без которой операцион 16.1. Состав системного программного обеспечения 469 ная система может работать вполне эффективно. На рис. 6.2 показаны примеры графических оболочек Alt Linux и Solaris X, а также командного интерпретатора терминального режима Windows ХР. Рис. 6.2. Оболочки ОС 16.1.6. Инструменты администрирования В операционной системе необходимо решать задачи, связанные с настройкой или перенастройкой определенных параметров, добавлением пользователей, обо рудования, установкой новых прикладных программ и их конфигурированием. Кроме того, нужно поддерживать систему в рабочем состоянии и обеспечивать достаточный уровень защиты от несанкционированных действий. Для этих целей существует целый ряд программ, называемых системными утилитами. К функ циям, выполняемым этими программами, можно отнести добавление, удаление и назначение прав пользователей; управление файлами и файловыми системами; управление дисковыми устройствами; управление сервисами операционной си стемы; добавление и конфигурирование новых устройств; установку и удаление программ; настройку графической оболочки; настройку сетевых подключений; настройку печати и множество других. 16.1.7. Инструменты системного программирования Данный вид системного программного обеспечения, безусловно, существует во всех операционных системах, но далеко не во всех входит в комплект поставки. Чаще всего в коммерческих операционных системах инструменты системного 470 Глава 16. Системное программное обеспечение компьютера программирования продаются отдельно и стоят довольно дорого, как и различного рода закрытые спецификации или фрагменты исходных кодов. Для свободного и открытого ПО обычным является обратное — включение инструментов систем ного программирования в состав поставки (дистрибутив) операционной системы и полная доступность исходных кодов. К инструментам системного программи рования можно отнести языки программирования, текстовые редакторы, транс ляторы, редакторы связей, компоновщики программ, библиотеки подпрограмм. К современным средствам программирования можно также отнести большие интегрированные многоязыковые среды программирования, такие как KDeveloper, Borland Developer Studio или Microsoft Visual Studio. 16.2. Классификация операционных систем Операционные системы можно классифицировать по разным критериям. □ По количеству пользователей, имеющих возможность одновременно работать с операционной системой: О однопользовательские (MS-DOS); О многопользовательские (UNIX, Windows ХР, Linux). □ По механизму обеспечения доступа: О пакетные (OS 360); О интерактивные (UNIX, Windows, Linux); О реального времени (QNX). □ По количеству одновременно решаемых задач: О однозадачные (MS-DOS); О многозадачные (UNIX, Windows ХР, Linux). □ По функциональности: |