Программное обеспечение

это совокупность программ, процедур и правил вместе со связанной с

этими компонентами документацией, которая позволяет использовать ЭВМ для решения различных задач.

Необходимость в разработке программного обеспечения обуславливается следующими обстоятельствами:

обеспечить работоспособность ЭВМ, так как без программного обеспечения ЭВМ не может работать;

облегчить взаимодействие компьютера с пользователем;

сократить цикл от постановки задачи до получения результата ее решения на ЭВМ;

повысить эффективность использования ресурсов ЭВМ.

Существует множество подходов к классификации программного обеспечения. Один из вариантов показан на схеме.

взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более

низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. На практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней.

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Очень часто встречается схема классификации современного программного обеспечения, показанная далее

аппаратными средствами
Базовые программные средства непосредственно входят в состав базового

оборудования, и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянным запоминающим устройством (ПЗУ – Read Only Memory, ROM).

Программы базового уровня называются системой BIOS

программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с

аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом.

Совокупность программ системного уровня образует операционную систему компьютера.

Наличие операционной системы – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

правил, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских

программ, а также для планирования и управления ресурсами вычислительной системы и процессами, использующими эти ресурсы при вычислениях.

Основная функция всех операционных систем – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (пользовательский интерфейс);
интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);
интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

несколько операционных систем. Различия между ними рассматривают в двух категориях:

внутренние и внешние.

Внутренние различия характеризуются методами реализации основных функций.

Внешние различия определяются наличием и доступностью приложений данной системы, необходимых для удовлетворения технических требований, предъявляемых к конкретному рабочему месту.

Та часть программ, которая взаимодействует с аппаратными средствами непосредственно и поэтому должна постоянно храниться в компьютере, составляет ядро операционной системы.

Остальные программы хранятся на внешнем запоминающем устройстве, например, на жестком диске. Но могут и на (floppy) гибком диске или CD-диске, которые в этом случае называются системными.

конкурирующими за эти ресурсы.
Ресурс - это любой логический или

физический компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности.

Основные ресурсы процессор и процессорное время, оперативная память и периферийные устройства.

Процессом (задачей) называется последовательность действий, предписанных программой или ее логически законченной частью, а также данные, используемые при вычислениях.

Процесс (задача) является минимальной единицей работы, для которой выделяются ресурсы.

определение, кому, когда, а для делимых ресурсов – и в

каком количестве необходимо выделить данный ресурс

отслеживание состояния ресурса – то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс,

процессором операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, по числу

одновременно выполняемых задач.

Во-вторых, операционные системы делят на однопользовательские и многопользовательские, по числу одновременно работающих пользователей.

В-третьих, среди множества существующих вариантов реализации многозадачности в операционных системах можно выделить две группы алгоритмов, по которым строятся операционные системы: с невытесняющей многозадачностью и вытесняющей многозадачностью.

одной задачи. Это свойство называется поддержка многонитевости. Многонитевая операционная система

разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

Другим важным свойством операционной системы является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки – мультипроцессирование.

Все операционные системы способны обеспечить как пакетный так и диалоговый режим работы.

При реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы.

характерны для специализированных вычислительных систем, математическое обеспечение, содержится в микросхемах

ПЗУ

Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода.

MS DOS; DR DOS; Windows 95, 98SE, ME, NT, 2000, 2003, XP, Vista; UNIX; OS/2; Linux

носителя информации. Она обладает произвольным размером и уникальным именем.
файл –

именованная последовательность байтов произвольной длины.

файл – это наименьший поименованный массив информации.

файл – это основная единица организации информации на носителе.

Обычно в отдельном файле хранят данные одного типа. Тип данных определяет тип файла.

себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не

будут найдены и не превратятся в информацию. А также конкретное название файла, задаваемое пользователем и позволяющее ему идентифицировать различные файлы. Ну, и, конечно, тип файла, который показывает какие данные хранятся в файле. Тип файла очень важен для автоматической работы с данными. По имени файла можно автоматически определить адекватный метод извлечения информации из файла.

Имя файла должно быть уникально. Уникальность имени обеспечивается автоматически.

Хранение файлов организуется в иерархической (древовидной) структуре. Иерархическая структура организации файлов на внешнем носителе информации называется файловой структурой.

(папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки).
Путь доступа

к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ «/». По сути, путь к файлу определяет местоположение файла на внешнем носителе.

полным именем файла считается собственное имя файла (т.е. его название, заданное пользователем) с путем доступа к нему. Также полное имя файла содержит, так называемое, расширение, которое показывает тип файла. Расширение от названия файла отделяется символом (.) точка. Например

D:/Мои документы/761/Иванова/Лаб работа 1.txt

вводится понятие файловой системы.
Основной задачей, которую решает файловая система, является

обеспечение взаимодействия программ и физических устройств ввода/вывода, таких как накопители на жестких дисках, флоппи дисках и т.д.

Поверхность жесткого диска, например, рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора.
Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащим разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Группы секторов условно объединяются в кластеры.

Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера не фиксирован и зависит от емкости диска.

иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах

FAT (File Allocation Table) или NTFS (New Technology File System) – для операционных систем семейства Windows.

Расположение файла описывается расположением принадлежащих ему блоков.

Блоком называется наименьшая единица данных, которой устройство ввода/вывода может обмениваться с памятью.

Простейший способ расположения файла – непрерывная последовательность блоков. Такой способ имеет ряд существенных недостатков:

во-первых, во время создания файла системе может быть не известен его размер, то есть система не знает, сколько места на носителе надо зарезервировать;
во-вторых, неизбежна сильная фрагментация носителя.

блока файла, достаточно просмотреть таблицу индексов. При этом сохраняется однородность

данных, хранящихся в блоке, так как служебная информация хранится в отдельной области

К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:
создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
переименование файлов и каталогов (папок);
копирование и перемещение файлов между носителями компьютера и между каталогами (папками) одного носителя;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов
создание ярлыков;
запуск программ и открытие документов.

на две группы:
функции для работы с файлами, то есть

их создание, удаление, изменение атрибутов, определение структуры файлов;
функции для работы с данными, хранящимися в файлах, то есть чтение и запись, поиск и т.д.

В логическом плане файловую систему можно разделить на следующие составные части:
файлы, хранящиеся на устройстве ввода/вывода;
структура файлов;
функции работы с файлами и их структурой.

Атрибуты файла используется файловой системой.

В многопользовательских системах доступ к файлу разных пользователей должен быть разграничен, то есть операции с определенными файлами или каталогами должны быть разрешены для одних пользователей и запрещены для других.