Инструментальное программное обеспечение

Программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, в отличие от прикладного и системного программного обеспечения. Строго говоря, определение последнего включает в себя определение инструментального, поэтому инструментальное можно считать обособленным подклассом прикладного ПО.

9 Операционные системы. Классификация операционных систем.

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows, UNIX и UNIX-подобные системы, в особенности Linux и Mac

10 Функции и состав операционных систем.

3 Типа интерфейса: аппаратный/ программный/ползователский

Основные функции ОС:

- управление устройствами компьютера (ресурсами), т.е. согласованная работа всех аппаратных средств ПК: стандартизованный доступ к периферийным устройствам, управление оперативной памятью и др.

- управление процессами, т.е. выполнение программ и их взаимодействие с устройствами компьютера.

- управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жесткий диск, компакт-диск и т.д.), как правило, с помощью файловой системы.

- ведение файловой структуры.

- пользовательский интерфейс, т.е. диалог с пользователем.

Дополнительные функции:

- параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

- взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

- защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений.

- разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

В общем случае в состав ОС входят следующие модули:

- Программный модуль, управляющий файловой системой.

- Командный процессор, выполняющий команды пользователя.

- Драйверы устройств.

- Программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.

- Сервисные программы.

- Справочная система.

Драйвер устройства (device driver) – специальная программа, обеспечивающая управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами.

Командный процессор (command processor) – специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их (интерпретатор программ).

Интерпретатор команд отвечает за загрузку приложений и управление информационным потоком между приложениями.

Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС входят программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеется программный модуль, управляющий файловой системой.

Сервисные программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и др.), выполнять операции с файлами (копирование, переименование и др.), работать в компьютерных сетях.

Для удобства пользователя в состав ОС входит справочная система, позволяющая оперативно получить необходимую информацию о функционировании как ОС в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

Ядро – это модули, выполняющие основные функции ОС.

Вспомогательные модули, выполняющие вспомогательные функции ОС. Одним из определяющих свойств ядра является работа в привилегированном режиме.

Модули ядра выполняют следующие базовые функции ОС: Управление процессами, Управление системой прерываний, Управление памятью, управление устройствами ввода-вывода, Функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса: переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Функции, служащие для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду.

Приложения могут обращаться к ядру с запросами – системными вызовами – для выполнения тех или иных действий: для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т.д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования

Вспомогательные модули ОС выполняют вспомогательные функции ОС (полезные, но менее обязательные чем функции ядра).

Примеры вспомогательных модулей:

- Программа архивирования данных.

- Программа дефрагментации диска.

- Текстовый редактор.

Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур. Вспомогательные модули ОС подразделяются на следующие группы:

утилиты – программы, решающие задачи управления и сопровождения компьютерной системы: обслуживание дисков и файлов.

системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики.

программы предоставления пользователю дополнительных услуг пользовательского интерфейса (калькулятор, игры).

библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений (библиотека математических функций, функций ввода-вывода).

Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов.

Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.Вспомогательные модули обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.

11 Особенности ОС Windows.

- Простота в работе, достигаемая с использованием графического интерфейса, технологии поддержки, самонастраивающейся аппаратуры Piug-end-Play («включай и работай»), встроенной сетевой поддержки, усовершенствованной обучающей и справочной системы, допустимостью применения длинных имен файлов и др.;

- Повышенная производительность, обусловленная такими свойствами Windows, как вытесняющая многозадачность и многопоточность (выполняет несколько потоков в одном приложении), повышенная устойчивость к сбоям, ускоренная печать, наличие высокоэффективных мультимедийных компонентов и т.п.;

- Совместимость с существующими приложениями MS-DOS и предыдущих версий Windos, поддержка любого оборудования и драйверов устройств, сетевая совместимость с другими совместимыми операционными системами

12 Файл. Файловая система.

Файл- это программа или данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти.

Имя файла состоит из 2-х частей, разделенных точкой: имени файла (до 255 символов) и расширения (три символа).

Расширение указывает на тип файла или какого типа информация хранится в файле. Собственное имя файлу дает пользователь, тип файла обычно задается автоматически.

Пример: proba.txt

Символы, которые не используют при задании имени файла: /*:? «»

Расширение файлов: Txt, doc - текстовые файлы; bmp, gif, jpg –графические файлы; wav, mid- звуковые файлы, avi- видеофайлы, bas, pas – программы на языках программирования, exe, com- исполняемые файлы.

Файловая система- это система хранения файлов и организация каталогов. В операционной системы Windows вместо каталогов используется понятие «папка». Папка- это объект Windows, предназначенное для объединения файлов и других папок в группы.