Структура программного обеспечения (краткий общий обзор)

Любой компьютер состоит из технического обеспечения (hardware) и функционирует, решает задачи с помощью программного обеспечения (software).

Весь комплекс программ, которые можно использовать на ЭВМ конкретной модели называется программным обеспечением (ПО).

Структура программного обеспечения (см. рис. 1) достаточно сложна и неоднозначна (в том смысле, что все программы не могут быть отнесены к тому или иному классу этой структуры однозначно, односложно). Эта структура несколько условная и производит классификацию программного обеспечения нестрого и только по назначению программ, хотя есть и другие критерии эффективности программного обеспечения (дружественность пользователю, тип использования и т.д.).

Рис. 1. Структура программного обеспечения для персонального компьютера

1. Системное ПО – программы обеспечения взаимодействия пользователя и компьютера.

1.1. Базовое системное ПО это программы без которых ПК не может функционировать в принципе. Нарушения в их работе приводят к неработоспособности всей системы.

Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.

Основными функциями ОС являются:

· выполнение очередного по приоритету задания и отслеживание очередности;

· управление распределением данных в памяти и извлечением их из памяти;

· управление устройствами, их актуализация по мере необходимости (по требованиям программ);

· восстановление работоспособности при сбоях;

· управление работой арифметико-логического командного устройства процессора.

Данные, привлекаемые при решении задач, ОС с помощью специальных программ отображает на реальные физические структуры, носители данных.

Для этих целей используется так называемая файловая система обмена данными между программами пользователя и ОС.

Файл – именованный структурированный набор однотипных последовательностей данных, обычно хранимый на внешнем носителе и копируемый для работы с ним по мере надобности в ОЗУ. Файловая система должна обеспечивать выполнение основных операций над файлами: создание, модификация (в том числе расширение и сжатие), уничтожение, чтение (запись), перемещение файла. Файловая система ведет справочник файлов, где регистрируются файлы активные, используемые в данном задании в данный момент.

ОС бывают различного типа:

· однозадачные, используемые для решения в каждый момент времени только одной задачи;

· многозадачные мультипрограммной обработки, загружающие в ОЗУ последовательность (пакет) независимых задач, а затем решающие эти задачи по очереди, выделяя каждой из них ресурсы компьютера (память, процессор, внешнее устройство) на некоторый промежуток времени, например, на 0,1 с (за такой небольшой промежуток времени компьютер с быстродействием 1 млн операций в секунду и очередностью в 10 программ, в каждой программе произведет около 100000 операций);

· реального времени, которые обрабатывают порции данных по мере их поступления от источника информации, например от летящей ракеты и др.

Программы- драйверы, расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся.

Пример. Программы обеспечения связей процессора с устройствами бывают различного типа и назначения – драйверы дисплея, клавиатуры, мыши, принтера и т.д.

1.2. Дополнительное системное ПО это программы без которых можно обойтись, но они делают работу на ПК более комфортной и приятной.

Файловые менеджеры – это интерфейсные системы обеспечения дружественного интерфейса между пользователями и программами. Т.е. это программы для работы с файловой системой ПК.

Пример. Наиболее ранняя интерфейсная система – Norton Commander (Нортон Коммандер, автор – Питер Нортон). Системы, подобные Norton Commander (NC), называются операционными оболочками и их можно отнести к инструментальным средам (инструментарий более удобного, комфортного интерфейса с ОС, с файловой системой, минуя утомительный командный язык ОС). Такая система позволяет визуально и удобно выполнять копирование, создание, удаление, переименование, перемещение, просмотр и поиск файлов и т.д. NC использует управляющие и функциональные клавиши, которым соответствуют определенные операции и отклики системы:

Более развитым отечественным аналогом NC для Windows-систем является, например, оболочка Total Commander.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.

К утилитам можно отнести

· программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

· программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

· коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

· программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

· программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

2. Прикладное ПО - программы обеспечения решения конкретных прикладных задач пользователя. Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.

Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п.

В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.