Лекция №6 программное обеспечение эвм
Информация и технические средства (ЭВМ) сами по себе взаимодействовать не могут. По принципам Неймана решение любых математизированных задач требует создания программ, обеспечивающих выполнение задачи. Можно предположить, что управление работой самих технических средств также требует соответствующих программ. Аналогично можно создать программные средства, обеспечивающие взаимодействие человека с техническими средствами. Иначе говоря, любые действия по решению задач пользователя, оптимальному управлению работой технических средств решения и обеспечению взаимодействия человека (пользователя) с ЭВМ требует комплекса соответствующих программ.
Программное обеспечение ЭВМ – комплекс (совокупность) программных средств (модулей обработки информации), обеспечивающих решение компьютеров любых задач пользователя, включая управление им самим.
Модуль – модифицированная, самостоятельная по функциям часть системы, имеющая законченное оформление, и средство сопряжения с другими функциональными узлами и модулями.
Задача – проблема, подлежащая решению.
Приложение – программная реализация решения задачи или просто программа.
Таким образом, программное обеспечение организует обработку информации пользователя с использованием приложений путем управления работой технических средств. Выполним классификацию программного обеспечения (ПО) по нескольким критериям из возможных. Классификация по критерию «основные компоненты»:
Программное
обеспечение
«
о с н о в н ы е к о м п о н е н т ы »
Прикладное Системное Базовое
Базовое программное обеспечение
Базовое ПО – ограниченный набор программных средств, обеспечивающих работу минимального комплекта технических средств ЭВМ.
Основным компонентом базового ПО является базовая система ввода вывода (BIOS). Основные функцииBIOS: управление стандартными внешними устройствами (дисплей, клавиатура, дисковод) в процессе работы ЭВМ. Дополнительные функцииBIOS, реализуемые при включении ЭВМ:
Поиск на системном диске программы загрузки системного обеспечения и перезапись его в оперативную память.
Тестирование технических средств, включая ОП.
Инициализация векторов прерывания нижнего уровня.
Инициализация – приведение в работоспособное состояние.
Прерывание – процесс прекращения выполнения некоторой задачи для организации обработки другой.
Система прерываний – основной механизм функционирования базового и системного ПО и вспомогательный для прикладного.
Прерывания классифицируются по критерию «возникновение», т.е. точка где они возникают. Схема имеет вид:
Прерывания
«
в о з н и к н о в е н и е »
Программные Логические Аппаратные
Аппаратные прерывания – прерывания, инициированные техническими средствами в процессе работы системы.
Типичный пример: нажатие клавиши пульта, сигнал принтера и т.п.
Логические прерывания – прерывания при нестандартных ситуациях в работе ТС.
Например: попытки деления на ноль, переполнение разрядной сетки ячейки хранения данных.
Программные прерывания – прерывания формируемые программами при необходимости доступа к некоторому модулю ТС, например, к принтеру для вывода данных, или переход программы к подпрограмме и наоборот возврату из нее.
Все прерывания обозначаются номерами и выполняются с помощью специальных программ. Получив прерывание процессор прекращает выполняемую работу и обслуживает его (прерывание), т.е. загружает подпрограмму указанного прерывания и выполняет ее, после чего управление возвращается к прерванной программе. Аппаратные прерывания имеют младшие номера и относятся к прерываниям нижнего уровня, т.е. обслуживается BIOS. Логические и программные прерывания имеют большие номера и относятся к верхнему уровню, т.е. обслуживается системным ПО. Рассмотрим структуруBIOSпо критерию «основные компоненты»:
BIOS
«
о с н о в н ы е к о м п о н е н т ы »
Драйверы
стандартных ПУ Тестовые
программы Начальный
загрузчик
Начальный загрузчик – программа, обеспечивающая инициализацию загрузчика системного ПО (операционной системы) при включении ЭВМ.
Тестовые программы – программы проверки работоспособности основных модулей ТС, включая ОП, с индикацией сообщений о нормальном прохождении теста, либо найденной ошибке (неисправности).
Драйверы устройств – программы управления работой конкретного ПУ (ВУ) через соответствующий контроллер.
Все драйверы в зависимости от назначения и функций делятся на:
стандартные;
загружаемые.
Стандартные (внутренние) драйверы – программы управления ВУ стандартного комплекта поставки.
Стандартные (внутренние) драйверы располагаются в BIOSи подключается к системе автоматически при ее загрузке.
Загружаемые (внешние) драйверы – драйверы ПУ не входящих в типовой комплект ЭВМ или отличается от них по техническим параметрам и режимам эксплуатации.
Внешние драйверы располагаются на дисках ДЗУ и для подключения к системе должны указываться в специальном файле конфигурации системы, либо автоматически находится (разыскиваться) самой системой при необходимости. Исходя из функций базовое ПО, включая BIOS, обязано находится в энергонезависимом компоненте памяти, т.е. в постоянном запоминающем устройстве (ПП) и, следовательно, поставляться как элемент аппаратного (технического) обеспечения, в которой «зашиты» указанные вBIOSпрограммные модули. Общей конфигурацией ПО (базовое ПО) это нижний уровень, необходимый для функционирования последующих – системного и прикладного.