ПО компьютера. Лекция Программное обеспечение персонального компьютера
 Скачать 124.25 Kb.
|
|
Лекция № 5. Программное обеспечение персонального компьютера Состав программного обеспечения (ПО) персонального компьютера. Уровни ПО (базовый, систем- ный, служебный, прикладной). Классификация ПО (по назначению). Классификация прикладных программных средств. Классификация служебных программных средств. «Рыночная» классифи- кация ПО. Тенденции развития ПО. Понятие и уровни программного обеспечения«Чтобы он [компьютер] начал действо- вать, требуется еще довольно большая ра- бота по написанию программы (вообще говоря, серии программ), которая только и способна вдохнуть в машину жизнь.»1 В основу работы любого компьютера положен программный принцип управления, состо- ящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов на языке, который понимает компьютер. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компью- тера. Работа компьютерной системы осуществляется в непрерывном взаимодействии ап- паратных и программных средств. Программное обеспечение (ПО, Software) – это совокупность программ и соответ- ствующей документации, позволяющая использовать вычислительную технику для ре- шения различных задач. В английском языке для программного обеспечения выбрано (а точнее, создано) очень удачное слово – software (буквально – «мягкое изделие»), которое подчеркивает равно- значность программного обеспечения и самой машины («железки» - hardware) и вместе с тем говорит о его гибкости, способности модифицироваться, приспосабливаться, раз- виваться. Именно эти черты программное обеспечение демонстрирует на протяжении всего периода своего существования2. Программное обеспечение выполняет следующие основные функции: обеспечивает работоспособность ЭВМ, так как без соответствующего ПО компь- ютеры не могут осуществлять никакие операции; расширяет ресурсы вычислительной системы и повышает эффективность их ис- пользования; облегчает взаимодействие пользователя с ЭВМ и повышает производительность его труда, т. е. обеспечивает пользовательский интерфейс. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программнойконфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками, суще- ствует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о программном интерфейсе. Программный интерфейс — функциональность, которую некоторый программный компонент предоставляет другим программным компонентам. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании техни- ческих условий и протоколов взаимодействия. На практике он обеспечивается распреде- лением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уров- ней. Уровни программного обеспечения можно представить в виде пирамидальной кон- струкции (рис. 1), каждый вышестоящий уровень которой опирается на программное обеспечение предшествующих уровней, а сам, в свою очередь, повышает функциональ- ность всей системы.  Рис. 1. Уровни программного обеспечения Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения составляет базовоепрограммноеобеспечение. Базовое ПО отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоми-нающими устройствами (ПЗУ). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуата- ции. К этому уровню ПО относится базовая система ввода-вывода (BIOS). BIOS (Basic Input-Output System, базовая система ввода-вывода) – реализованная в виде микропрограмм часть программного обеспечения, которая предназначается для обеспе- чения доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам. В том случае, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации яв- ляется технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ – Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM)3. Системный уровень является переходным. Программы, работающие на этом уровне, со- ставляют системноепрограммноеобеспечение. Программы системного уровня обеспечивают взаимодействие прочих программ компь- ютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции. От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показа- тели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычисли- тельной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с этим оборудованием, называ- ются драйверами устройств– они входят в состав ПО системного уровня. Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользова- телем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти про- граммные средства называют средствамиобеспеченияпользовательскогоинтерфейса. Интерфейс пользователя совокупность средств, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными программами и устройствами. Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядроопера-ционнойсистемы компьютера. Наличие ядра операционной системы – непременное условие для возможности практи- ческой работы человека с вычислительной системой. Операционная система ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации вза- имодействия с пользователем. Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с про- граммами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их называют утилитами) состоит в автоматизации работ по про- верке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные про- граммы (программы обслуживания) изначально включают в состав операционной систе- мы (например, Восстановление системы, Дефрагментация диска, Монитор ресурсов), но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций. Большинство программ служебного уровня служат для расширения функций ОС.  Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет со- бой комплекс программ, предназначенных для выполнения конкретных задач пользовате- лей. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислитель- ной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности. Поскольку между прикладным ПО и системным существует непосредственная взаи- мосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычис- лительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функ- циональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа операционной системы, от того, какие системные средства содержит ядро ОС, как она обеспечивает взаимодей- ствие триединого комплекса человек– программы– оборудование. |