ТЕМА1. ВИДЫ И ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ.

 

Термин “ПО” применяется для обозначения программ, программных систем и используемых в компьютере. ПО делиться на 3 основных класса:

1) Системное программное обеспечения (СПО)

2) Системы программирования.

3) Прикладное (проблемно – ориентированное) ПО (ППО)

 

1) СПО. Предназначено для упрощения эксплуатации ЭВМ и обеспечения эффективного использования всех ресурсов вычислительных средств. Это важнейшая часть ПО. В нем выделяются 2 подкласса:

                     - операционная система (ОС)

                     - программы технического обслуживания (сервисные программы)

 

ОС – является в сущности внутренним распорядителем ЭВМ. Все остальные программы выполняются под управлением ОС и опирается на ее возможности.

 

Программы технического обслуживания.Наз-ся УТИЛИТАРНЫМИ. Они предназначены для проверки работоспособности ЭВМ и отдельных ее компонентов, оказание помощи в восстановлении работоспособности ЭВМ, программных средств и данных, и т.д.

 

Часто такие утилиты объединяются в комплексы программ.

 

2) СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ. Обеспечивает пользователя различными средствами для автоматики процесса разработки программ. Это средства производства, которые используются для разработки как системного так и прикладного ПО. Сами системы программирования тоже создаются с помощью системного программирования.

3) ППО. Его еще называют ПРОБЛЕМНО – ОРИЕНТИРОВАННЫМ, чтобы подчеркнуть ориентацию программ этого класса на решение задач определенной проблемной области. Например, текст, редакторы (процессоры) ориентированные на создание текстовых документов; тактичные процессоры – на проведение расчетов в табличной форме. К этому же классу относятся и экономические программные системы.

 

 

ТЕМА2.              СИСТЕМНОЕ ПРОГРАМНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (СПО)

 

                             ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА

                             ПОКОЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОНЫХ СИСТЕМ

В 1-ых ЭВМ операционной системы не было. Пользователи писали программы непосредственно на машинном языке и имели полный доступ к аппаратным средствам. Каждая программа загружается отдельно. После ее выполнения вручную производилась подготовка ЭВМ к выполнению следующей программы.

 

1-е поколение (50-е гг.):

1-е операционные системы были разработаны с целью ускорения и упрощения перехода от программы к программе. До их создания много времени терялось в промежутках между завершением 1-ой программы и началом выполнения следующей. В подготовительный и заключительный период машина фактически простаивала. Разработчики 1-х операций, систем пытались свести такие простои к минимуму. Эти ОС предусматривали объединение отдельных программ в группы, которые стали наз-ся ПАКЕТАМИ. Каждая запущенная на выполнение программа получала, как и ранее, в свое полное распоряжение все ресурсы машины. После ее завершения управление ресурсами возвращалось ОС-е, которая приводила их в исходное состояние и обеспечивает ввод в оперативную память и запуск на выполнение следующей программы. Такой режим управления программами получил название ПАКЕТНАЯ ОБРАБОТКА. Кроме этого в ОС были включены стандартные программы ввода/вывода (драйверы), чтобы пользователю не приходилось программировать процессы ввода и вывода на машинном языке.

 

 

                             2-Е ПОКОЛЕНИЕ(НАЧ. 60-Х ГГ.)

 

 В них, как и ранее, с помощью драйверов обеспечивалась независимость пользовательских программ от конкретных особенностей внешних устройств.

Основной особенностью ОС-м этого поколения была их нацеленность, главным образом, на повышение пропускной способности дорогостоящей аппаратуры, т.е. увеличение объема работ за единицу времени. Такие ОС-ы создавались как системы пакетной обработки с так называемый мультипрограммным режимом управления программ. В этом режиме несколько программ находятся одновременно в оперативной памяти, а процессор под управлением ОС быстро переключается с одной программы на другую. При этом потери во времени сведены к минимуму за счет того, что при вводе или выводе, выполняемом 1 программой, процесса переключается на выполнение другой программы. В то время появляются системы, в которых устанавливались несколько процессоров. ОС-ы 2 поколения стали обеспечивать, еще и мультипроцессорный режим управления программами.

Кроме этого были созданы ОС-ы, которые обеспечивали пользователю диалоговый (интерактивный) режим взаимодействия с выполняемыми программами. Суть этого режима в том, что в процессе выполнения программы на экран выводится различная информация, в ответ на которую пользователь может ввести какие-либо данные, ответить на заданный вопрос и т.п. ОС-ы, которые управляли программами, обеспечивая такой режим взаимодействия с ними, стали называть СИСТЕМАМИ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ВРЕМЕНИ ИЛИ РАЗДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ. Это название связано с тем, чт в моменты когда от пользователя требуются ответы на заданный вопросы, ОМ прерывает программу, ожидает от пользователя информацию, получает ее (с помощью драйверов), передает в программу (размещает в соответствии участки оперативной памяти) и только после этого обеспечивает продолжение ее выполнения. Подобные прерывания возникают в те моменты, когда в программе встречаются команды ввода информации с ожиданием ответа (говорят “по инициативе программы”). В результате этого, выполнение программы происходит не непрерывно, а частями. Другими словами, ее выполнение разделено во времени.

 

В реальном времени появляются ОС – ы, обеспечение ??? реакцию программ на ввод информацию. Такой режим управления программ был назван режимом реального времени. В отличии от режима разделения времени, при котором прерывание программы и передача ее вводимой информации происходящей только по инициативе выполняемой программы, в данном режиме любая программа прерывается сразу же, как только начинается ввод информации. В результате этого, у пользователя возникает иллюзия мгновенной реакции программы на ввод информации (как бы в реальном времени). ОС – ы реального времени применяются для управления технологичными процессами.

 

 

                             3-е поколение (с сер. 60-х до сер. 70-х гг.)

 

Такие ОС – ы были многорежимными. Некоторые из них обеспечивали работу во всех режимах (разделение времени,мультипрограммный и мультипроцессорный режимы). Эти ОС – ы стали мощной программной прослойкой между пользовательскими программами и аппаратными средствами.Эти ОС – ы были столь громоздкими, что для выполнения простейшей задачи пользователь был вынужден изучать сложные специальные языки управления заданиями, чтобы описывать задания для ОС и требуемые для них ресурсы.

                                 

                                 

 

 

4-е поколение ( с сер. 70-х гг.)

 

ОС – ы этого поколения появлялись прежде всего в связи с широким распространением вычислительных сетей и персонального компьютера.Глпвное их отличие заключается  в том, что они обеспечивают значительно более простое взаимодействие пользователей с программами, работу в сети, защиту информации от несанкционированного доступа. Как правило, в этих ОС – х реализованы режим пакетной обработки и режим  разделения времени. Кроме этого в них реализованы  мультипрограммный режим.

 

                             3.1.2.. Основные ОСОБЕННОСТИ ОС.

ОС-й называется  совокупность программных средств и файлов данных, обеспечивающих взаимодействие пользователей с программными процессами, управления ресурсами вычислительной системы, взаимодействия программ друг с другом и аппаратными средствами.

 

ОС является неотъемлемой частью вычислительного комплекса и  обеспечивает его возможности. ОС в основном выполняет 2 задачи:

                             - поддержка работы всех программ и их взаимодействие с аппаратурой.

                             - предоставление пользователям возможности общего управления компьютером

 

В рамках 1 задачи обеспечивается:

                             1) взаимодействие программ друг с другом

                             2) работа с внешними устройствами

                             3) выявление сбойных и ошибочных ситуаций

                             3) распределение вычислительных ресурсов между программами

                             5) обработка прерываний связанных с реализацией мультипрограммного режима, режима разделения времени, обработкой сбойных ситуаций, и т.д.

                             6) получение информации о состоянии оборудования и его настройка

                             7) динамичное распределение оперативной памяти, т.е. размещение информации в различные участки оперативной памяти по мере необходимости в процессе выполнения программ.

 

2-я задача, т.е. общее управление ЭВМ осуществляется командами ОС, с помощью которых можно выполнить, например, такие действия, как форматирование дисков, копирование, перемещение и удаление файлов, создание каталогов, и др.

По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические ОС-ы, в неграфическом реализован интерфейс, реализованный на так называемом командной строке.

Командная строка- это поле для ввода команды,основным устройством управления в этом случае является клавиатура.Управляющие команды вводятся в поле командной строки вручную, где их можно и редактировать. В графических ОС-х реализован интерфейс в котором основным устройством является мышь,или другое устройство позиционирования.Работа с такой ОС-й основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. В качестве активного элемента выступает указатель мыши, в качестве пассивных элементов графические элементы управления (экранные кнопки, пиктограммы, переключатели, флажки, и др.)

 

Наибольшее распространение получили ОС – ы семейств MicrosoftWindows и UNIX.

 

Операционная система семейства UNIX является мультипрограммной многопользовательской ОС, работающей в режиме разделения времени. Основной отличительной чертойUNIXявляется то,что эта операционная система  реализована для всех типов ЭВм. Как правилоиспользуется в качестве центральной ОС, управляющей сетью. Существует и локальные ОС этого семейства для ПК –  например,Linux

Solaris (SUN)

               AIX

                                 

 

ОС – ысемействаMSWindows.

Разрабатывается компанией MicrosoftCorp. Впервые такая ОС появилась в 1985 году. Это дисковая операционная система, т.к. загружается с дисков и основная часть ее находится на дисках. Предназначена для использования в ПК.

 

3.1.3  состав ОС – м

 

В составе ОС – м для ПК – в можно выделить часть, которая является основной всей системы и называется ее ядром. В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, такие как модуль управления системой прерываний, средства распределения основных ресурсов, модуль управления файловой структурой и т.п. Программы, входящие в состав ядра, при загрузке ОС – ы помещаются в ОП, где находятся в ней постоянно  до окончания работы с ОС (“резидентно”) Такие программы называются резидентными. ОС для ПК содержит следующие основные компоненты:

 

1) BIOS. Фактически находится  в ПЗУ системного блока, является частью крмпьютераи следовательно компонентой любой ОС – ы. Основными функциями BIOS является:

- проверка исправности (тестировании) основных устройств при включении питания

- считывание из внешней памяти загрузчика ОС – ы и запуск его на выполнение

- выполнение обмена данными с внешними устройствами ввода/вывода на физическом уровне

- автоматического обнаружение и подключение вновь установленных устройств (технология PlugandPlay)

2) Блок начальной загрузки (BootRecord) содержится в самом начале  внешней памяти. В начале этого блока находится служебная информация (фирма, изготовитель, версия системы, об особенности данного устройства внешней памяти), далее располагается ( с определенного байта) специальная программа, которая загружает в оперативную память компоненты ядра оперативной системы-это программа называется загрузчиком ОС-ы.

3) Подсистема управления файлами. Поддерживает файловую систему и включает в себя программы и файлы данных (напримерFAT), необходимые для  выполнения различных операций с файлами.

4) Подсистема обработки прерываний и ошибок, а также обслуживания специальных ситуаций, связанных с загрузкой и завершением программ.

5) Подсистема управления драйверами и драйверы внешних устройств.Современные ОС-ы имеют в своем составе большое количество драйверов, кроме этого есть возможность добавить драйверы.

6) Процессор командного языка  (командный процессор). Для взаимодействия пользователя с ОС – й имеется специальный язык( командный), с помощью которой можно формулировать указания на выполнение каких-нибудь  действий. Эти указания являются командами ОС – ы. Командный процессор – это команда, предназначенная для анализа и выполнения команд ОС – ы.. Командный процессор обеспечивает выполнение команд, записанных  в такие  файлы, в частности, командный процессор сразу после запуска осуществляет автоматический поиск командного файла AUTOEXEC. BAT и если он найден, выполняет находящиеся в нем команды.

7) Системные программы выполнения команд.(системные утилиты).

 

(2) ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ (СЕРВИСНЫЕ) ПРОГРАММЫ

                             1) Программы – упаковщики (архиваторы)

позволяют за счет применения специальных методов упаковки сжимать файлы на дисках (говорят, “архивируют”), т.е. создавать копии файлов меньшего размера. Кроме этого, они обеспечивают объединение множества таких копий в 1 файл, который называется АРХИВНЫМ. Из него при необходимости можно извлечь файл в первоначальном виде (“распаковать”). Разные архиваторы отличаются форматами создаваемых файлов, степенью сжатия файлов разного типа, удобством использования. Наибольшее распространение из них не превосходит друг друга одновременно по всем параметрам. К ним, например относится rar, Arg, Lha, Ace, Zip. Для них разработаны специальные оболочки, обеспечение их выполнения под управлением ОС – м, например WinRar, WinZip, WinAce. Названия архивных файлов имеют расширение, указание на архиватор. Как правило совпадают (исключение – Lha, для него расширение – Lzh)

 

 

                             АНТИВИРУСНЫЕ ПРОГРАММЫ.

Предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения.

Программный вирус – небольшая программа, которая может “приписывать” себя к другим программам (т.е. заражать их), а также выполнять различные нежелательные действия. Программа, внутри которой находится вирус называетсязараженной. Как только файл с такой программой запускается на выполнение, сначала работает вирус (говорят “перехватывает управление”). Он находит и заражает другие программы, а также выполняет какие – либо вредные действия. Для маскировки вирус может так действовать не всегда, а при выполнении определенных условий (дата, время, количество запусков и т.д.).после того, как вирус выполнит предусмотренное в нем действия, он передает управление программе, в которой находятся, и она работает как обычно. Многие вирусы после запуска становятся резидентами.

Вирус может испортить любой файл, но заразить – только файлы определенного типа:

 

1)Исполняемые файлы

Т.е. файлы с программами (их название обычно имеет расширение ЕХЕ или СОМ). Вирусы, заражающие такие файлы наз-сяФАЙЛОВЫМИ. Они наиболее распространенные.

2) Загрузчик ОС – ы и главная загрузочная запись устройства внешней памяти.

Вирусы, заражают эти области памяти, наз – ся ЗАГРУЗОЧНЫМИ ИЛИ БУТОВЫМИ(от названия области BootRecord). Такой вирус начинает свою работу при загрузке ОС – ы и становиться резидентным. Распространяется, заражая загрузочные записи, находящихся в дисководе дискет или других устройств внешней памяти.

Некоторые подобные вирусы заражают и файлы.

1) Файлы, созданные с помощью текстового процессора MSWord и табличного процессора MSExcel. Вирусы, заражающие такие файлы, наз – сяМАКРОВИРУСАМИ. Они действуют каждый раз, когда происходит работа с этими файлами с помощью MS Word и MS Excel.

                             4) Драйверы устройств.

Обычно подобные вирусы заражают и исполняемые файлы.

Как принято, вирусы распространяются вместе с зараженными файлами и с почтовыми сообщениями.

 

Наиболее распространенными следует выделить антивирусные программы:

 

1) программы – детекторы или сканеры

обнаруживает зараженные файлы

2) программы – доктора или ФАГи

уничтожают вирусы в файлах и восстанавливают зараженные программы.

3) программы – ревизоры

запоминают состояние программ и системных областей и сравнивают с текущим состоянием. При выявлении несоответствия сообщения о них пользователю.

4) программы – фильтры

Располагаются резидентно, перехватывают управление у вирусов и сообщение пользователю.