Системное программное обеспечение

Рис. 2.5.1. Структура программного обеспечения современных персональных компьютеров

Состав программного обеспечения современных персональных компьютеров называется программной конфигурацией.

Между отдельными программами, как и между отдельными элементами аппаратного обеспечения, существует тесная взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы, т.е. существует определенный программный интерфейс. Возможности существования такого интерфейса основана на существовании определенных технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике оно обеспечивается разделением всего программного обеспечения на несколько взаимосвязанных между собой уровней. Эти уровни следующие:

- базовый,

- системный,

- служебный,

- прикладной.

Указанные уровни программного обеспечения представляют собой стройную пирамидальную конструкцию, в которой каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое деление очень удобно для всех этапов работы на современных персональных компьютерах, начиная с установки программного обеспечения до практической эксплуатации и технического обслуживания. Рассмотрим кратко эти уровни.

Базовый уровень является самым низким уровнем программного обеспечения. Он отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовое программное обеспечение непосредственно входит в состав базового аппаратного обеспечения и хранится в специальной микросхеме, называемой постоянным запоминающим устройством – ПЗУ (в англоязычной литературе используется сокращение ROM – Read only memory – память только для чтения). Программы и данные записываются в микросхему ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств в процессе эксплуатации является технически целесообразным, то вместо микросхем ПЗУ используются микросхемы ППЗУ – перепрограммируемые постоянно запоминающие устройства (EPROM – Erasable and programmable read only memory). Системный уровень является переходным: программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ современных персональных компьютеров с программами базового уровня и непосредственно с аппаратными средствами, т.е. выполняют посреднические функции.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всего персонального компьютера в целом.

Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами.

Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с пользователями, называются программами пользовательского интерфейса. От этих программ непосредственно зависит удобство работы на персональном компьютере и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы. Наличие ядра операционной системы – непременное условие для установки программ боле высокого уровня, а также для взаимодействия с пользователем.

Служебный уровень программного обеспечения является уровнем взаимодействия как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ заключается в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке всех систем персонального компьютера. Эти программы называются утилитами.

Прикладной уровень программного обеспечения представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых конкретный пользователь современного персонального компьютера может выполнять конкретные задачи.

К прикладным программам этого уровня относятся программы Блокнот, Калькулятор, текстовый редактор WORD PAD, графический редактор PAINT.

Системное программное обеспечение – это совокупность системных программ, обеспечивающих оптимальное функционирование всех элементов современных персональных компьютеров, а также дружественный интерфейс с пользователями.

Системное программное обеспечение включает в себя:

- базовую систему ввода-вывода – BIOS (BIOS – BASE INPUT OUTPUT SYSTEM),

- операционную систему,

- вспомогательные системные программы.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) обеспечивает:

- тестирование всех узлов персонального компьютера при его включении;

- загрузку операционной системы WINDOWS с магнитного диска в оперативную память;

- работу пользователя с клавиатурой.

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны она опирается на базовую систему ввода-вывода (BIOS), а с другой стороны она сама является основой для программного обеспечения более высоких уровней: служебных и прикладных программ.

Основная функция любой операционной системы – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

- аппаратный интерфейс (согласование, взаимодействие всех видов аппаратных средств персонального компьютера),

- программный интерфейс (согласование и взаимодействие всех программных средств персональных компьютеров),

- аппаратно-программный интерфейс (согласование и взаимодействие аппаратных и программных средств персональных компьютеров),

- пользовательский интерфейс (согласование и взаимодействие операционной системы с пользователями).

Кроме того, операционная система обеспечивает следующие операции:

- автоматический запуск, организацию и обслуживание файловой системы;

- управление установкой, исполнением и удалением приложений;

- обеспечение надежности при работе с приложениями.

Рассмотрим эти вопросы более подробно.

Автоматический запуск. Все операционные системы Windows обеспечивают свой автоматический запуск. Для этого в специальной (системной) области магнитного диска, где хранится операционная система, создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области магнитного диска.

Организация и обслуживание файловой системы. К функциям обслуживания файловой системы относятся:

- создание файлов и присвоение им имен;

- создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

- переименование каталогов (папок);

- копирование и перемещение файлов между папками и между магнитными дисками;

- удаление файлов и каталогов папок;

- навигация по файловой системе с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

- управление атрибутами файлов (только для чтения, скрытый файл, системный файл, архивный файл).

Управление установкой, исполнением и удалением приложений. Сюда относится обеспечение следующих операций:

- возможность одновременной или последовательной работы нескольких приложений (например, одновременная работа программ Блокнот и Калькулятор);

- возможность обмена данными между приложениями;

- возможность совместного использования аппаратных и программных средств несколькими приложениями и др.

Обеспечение надежности заключается в устойчивости операционной системы при сбоях в работе недостаточно отработанных и проверенных приложений.

Обслуживание файловой системы. Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре FAT 32, они представляют собой иерархические структуры – пользователям так удобнее и все преобразования осуществляются операционной системой.

К функциям обслуживания файловой системы относятся:

- создание файлов

- переименование файлов

- объединение файлов

- удаление файлов и т.д.