Понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура; операционные системы

       Прикладное  ПО

       Прикладные  программы могут использоваться  автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО– программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д. Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства. К прикладному ПО, например, относятся:

• Комплект офисных приложений MS OFFICE 
• Бухгалтерские системы
• Финансовые аналитические системы
• Интегрированные пакеты делопроизводства
• CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)
• Редакторы HTML или Web – редакторы
• Браузеры – средства просмотра Web - страниц
• Графические редакторы
• Экспертные системы и так далее.

       Инструментальное ПО

       Инструментальное  ПО или системы программирования - это системы для автоматизации  разработки новых программ на языке  программирования. В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы. 2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ. 4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.

       Наиболее  популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

• Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
• Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
• Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
• Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Глава 2 Операционные системы

 

       2.1 Основные функции  операционных систем

       Определение операционной системы

       Операционная  система в наибольшей степени  определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что  ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение  пользователю-программисту удобств  посредством предоставления для  него расширенной машины и повышение  эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

       Функции операционных систем.

       Операционная  система (ОС) связывает аппаратное обеспечение  и прикладные программы. Многие свойства различных программ похожи, и операционная система обычно предоставляет этот общий сервис. Например, практически  все программы считывают и  записывают информацию на диск или  отображают ее на дисплее. И хотя каждая программа в принципе может содержать  инструкции, выполняющие эти повторяющиеся  задачи, использование в этих целях  операционной системы более практично.

       Операционная  система может взаимодействовать  с аппаратными средствами и пользователем  или прикладными программами. Она  также может переносить информацию между аппаратурой и прикладным программным обеспечением.

       Прикладной  программист не должен беспокоиться о написании специального программного кода для записи данных на все множество  дисков, которое может быть на ПК. Программист просто просит операционную систему записать данные на диск, а  ОС занимается зависящей от аппаратуры информацией. Операционная система получает предоставляемые прикладными программами данные и записывает их на физический диск.

       Использование операционной системы делает программное  обеспечение более общим: программы  могут работать на любом компьютере, на котором можно запустить эту  операционную систему, поскольку взаимодействуют  с операционной системой, а не с  аппаратурой.

       В каждой операционной системе существует несколько видов интерфейсов:

• командный (текстовый) интерфейс;
• текстовый или графический полноэкранный интерфейс;
• графический многооконный пиктографический интерфейс;
• интерфейс Win32 API [1].

       Рассмотрим  каждый интерфейс  более подробно:

       Командный (текстовый) интерфейс.

       Всякая  операционная система имеет командный  интерфейс (иногда в скрытой форме).

       В первой из ОС (OS/360) взаимодействие с пользователями было жестко поделено между следующими компонентами:

• (JCL – Job Control за управление вычислительным прочесом). Это язык диалогового режима – команда запуска – остановки задач, привязки носителей информации к устройствам, получения информации о заданиях, ожидающих выполнения, вывода, наличия свободной памяти и свободных устройств и др.
• Язык управления заданиями (JCL – Job Control Language), на котором прочие пользователи (программисты, разработчики и просто конечные пользователи) описывали состав и структуру процесса обработки данных – последовательность запуска программ, входные и выходные файлы, условия, при которых те или иные программы должны быть выполнены или пропущены и др. Это язык пакетной обработки, не допускающий вмешательства пользователя в собственно процесс вычисления, компиляции и пр.

       В большинстве ОС в настоящее время  сложился более или менее унифицированный  формат командной строки. Командная строка включает в себя:

• Тип операции (мя команды или программы);
• Рабочий вход (входные файлы или устройства);
• Рабочий выход (выходные файлы или устройства);
• Управляющий вход (управляющие параметры или ключи команды);
• Управляющий выход (обычно – протокол, содержащий диагностику ошибок, код завершения или другую информацию).

       Командная строка — приглашение оболочки, обозначающее готовность системы принимать команду пользователя, — в наиболее явной форме демонстрирует идею диалога. На каждую введенную команду пользователь получает ответ от системы: либо очередное приглашение, обозначающее, что команда выполнена и можно вводить следующую, либо сообщение об ошибке, представляющее собой высказывание системы о произошедших в ней событиях, адресованное пользователю. При работе в операционной среде с графическим интерфейсом происходящий диалог пользователя с системой не столь очевиден, хотя с точки зрения системы клик мышью в определенной области на экране аналогичен команде, введенной с клавиатуры, а ответ системы пользователю может быть представлен в виде диалогового окна.

       Текстовый или графический полноэкранный  интерфейс.

       Он  имеет, как правило, в верхней  части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим  – pull-down).

       Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в  древе каталогов устанавливается  на командные файлы программ (*.exe, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша <Enter> или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отличаются от файлов размером или рисунком. Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек.

       Графический многооконный пиктографический интерфейс.

       Представляет  собой рабочий стол (DeskTop), на котором располагаются пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме. Это наиболее удобный и перспективный интерфейс, осебенно при работе с программами. Примеры: интерфейс с компьютеров Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows 95/98, OS/2, XP, Vista.

       Графический интерфейс пользователя (GUI – Graphics User Interface). Появление ОС и оболочек с развитыми диалоговыми графическими средствами (OS Macintosh, Windows 3.1, а особенно Windows 95/98/ME, а также NT/2000) и средств программирования, позволяющих создавать графические интерфейсы (FoxPro for Windows и пр.), а особенно – объектно–ориентированных систем программирования – привело к внедрению и широкому распространению элементов экранного интерфейса.

       Оболочка  Microsoft Windows не была изначально операционной системой, так как она существует «поверх» операционной системы типа MS-DOS. Она возникла в виде стандартизатора графического интерфейса и прижилась исключительно потому, что пользователь хотел видеть программу, с которой ему часто приходится работать, красивой, практичной, удобной и легкой в освоении и использовании.

       Интерфейс Win32 API.

       Win32 API лежит в основе всех ОС семейства Windows.

       Win32 API представляет собой набор функциональных вызовов (системных вызовов), основанных на библиотечных процедурах, выполняющих требуемую работу как в пространстве ядра, так и в пространстве пользователя.

       Интерфейс Win32 API позволяет программам работать почти во всех версиях Windows.

       Особенности Win32:

1. Многие вызовы Win32 создает объекты ядра того или иного типа, например, файлы, процессы, потоки, каналы.
2. Каждый вызов, создающий объект, возвращает вызывающему процессу результат, называемый дескриптором.

       Дескриптор специфичен для процесса, создавшего этот объект. Он не может быть передан другому процессу.

3. Система управления памятью – способность процесса отображать на свою виртуальную работу. Это предоставляет процессу возможность читать и писать части файлов как если бы она представляли собой просто слова в память.
4. Файловый ввод/вывод – Файл представляет собой просто линейную последовательность байтов. Интерфейс Win32 предоставляет более 60 вызовов: открывать, закрывать, копировать, вырезать, удалять и т.д.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2.2 Краткий обзор  каждой операционной  системы

 

       Обе операционные системы предназначены  как для персональных систем, так  и для web-серверов, вычислительных кластеров  и т. п.

       Windows NT удалось завоевать первенство  на настольных и персональных  системах (около 90 % настольных компьютеров)  тогда как Linux популярна на web-серверах, вычислительных кластерах и в  суперкомпьютерах (50-90 %).

       Эти системы разнятся в лежащей в  основе их философии, стоимости, простоте использования, удобстве и стабильности. При их сравнении приходится принимать  во внимание корни, исторические факторы  и способ распространения.

       Характеристики  двух систем

       Windows и Linux трудно сравнивать на  равных из-за следующих факторов:

• Linux — это не определенная ОС, их более 600, среди них есть те, которые отличаются друг от друга значительно, а некоторые совсем немного, кроме того, на популярные дистрибутивы может существовать до 100 [версий];
• Словом Linux могут обозначаться разные понятия. В некоторых случаях это просто ядро операционной системы, в других случаях — полноценные операционные системы в дистрибутиве с графическим интерфейсом ;
• Оба порядка систем поставляются в различных конфигурациях. Особенно Linux, для которой существует огромное количество вариантов, некоторые из них предназначены для узкого круга задач;
• Цена и широта технической поддержки различаются у разных поставщиков, а также в зависимости от версии и дистрибутива;
• Производители оборудования могут устанавливать дополнительное ПО с операционной системой, которое делает доступные функции системы разнообразнее. Иногда они даже спонсируют продавца, снижая цену продукта для пользователя;
• Данные, полученные от маркетинговых подразделений, и результаты тестирования могут расходиться;
• Microsoft распространяет Windows под разными лицензиями (закрытыми). Дистрибутивы Linux, со своей стороны, могут содержать проприетарные компоненты [4].