6.1. Программное обеспечение

Программное обеспечение ЭВМ представляет собой комплекс программных средств, включающих Операционную систему (ОС), программы технического обслуживания (ПТО) и пакеты прикладных программ (ППП). Структура программного обеспечения представлена на рисунке:

Структура программного обеспечения ЭВМ

ОС является ядром ПО и содержит ряд директивных программ, отвечающих за планирование работ и распределение ресурсов ЭВМ, облегчающих взаимодействие пользователей и пользовательских программ с реальными аппаратными средствами и внешними устройствами (дисководами, дисплеем, печатающими устройствами и др.), поддерживает работу УУВ. Кроме того, ОС содержит программы - трансляторы с алгоритмических языков низкого (ассемблер) и высокого (Фортран, Бейсик, Паскаль, Си и др.) уровней, предназначенных для перевода пользовательских программ на машинный язык.

ПТО обеспечивает автоматическую проверку работоспособности (тестирование) ЭВМ, диагностику, локализацию (определение места) неисправности и значительно снижают трудоемкость эксплуатации ЭВМ. ППП могут содержать упорядоченные наборы программ для решения типовых задач определенного класса (например, планово-экономических, информационно-логических и др.)

По задачам и функциям различные компоненты программного обеспечения делятся на две большие группы: общее и специальное ПО.

Общее ПО включает ОС и ПТО, специальное ПО - ППП для решения конкретных задач по отдельным отраслям профессиональной деятельности, библиотечку подпрограмм для выполнения часто встречающихся типовых операций (например, вычисление стандартных функций, операции над матрицами и др.)

Выполнение пользовательской программы сводится к выполнению ЭВМ некоторой последовательности заданий. Задание - это независимая минимальная единица работы ЭВМ, которая может претендовать на ресурсы ЭВМ. Задание может быть разбито на шаги, т.е. составные части.

6.2. Функции ос

Современные ОС - широко распространенные системы - во многом похожи друг на друга. Прежде всего это определяется требованием переносимости программного обеспечения. Именно для обеспечения этой переносимости был принят POSIX (Portable OS Interface based on uniX) - стандарт, определяющий минимальные функции по управлению файлами, межпроцессному взаимодействию и т.д., которые должна уметь выполнять система.

Кроме того, за четыре с лишним десятилетия, прошедших с момента разработки первых ОС, сообщество программистов достигло определенного понимания того, что: - при разработке ОС возникает много стандартных проблем и вопросов; - для большинства из этих проблем и вопросов существует набор стандартных решений; - некоторые из этих решений намного лучше, чем все альтернативные.

По современным представлениям, ОС должна уметь делать следующее:

• Обеспечивать загрузку пользовательских программ в оперативную память и их исполнение.

• Обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти, такими как магнитные диски, ленты, оптические диски и т.д. Как правило, ОС управляет свободным пространством на этих носителях и структурирует пользовательские данные.

• Предоставлять более или менее стандартный доступ к различным устройствам ввода/вывода, таким как терминалы, модемы, печатающие устройства.

• Предоставлять некоторый пользовательский интерфейс. Слово некоторый здесь сказано не случайно - часть систем ограничивается командной строкой, в то время как другие на 90% состоят из средств интерфейса пользователя.

Существуют ОС, функции которых этим и исчерпываются. Одна из хорошо известных систем такого типа - дисковая операционная система MS DOS.

Более развитые ОС предоставляют также следующие возможности:

• Параллельное (точнее, псевдопараллельное, если машина имеет только один процессор) исполнение нескольких задач.

• Распределение ресурсов компьютера между задачами.

• Организация взаимодействия задач друг с другом.

• Взаимодействие пользовательских программ с нестандартными внешними устройствами.

• Организация межмашинного взаимодействия и разделения ресурсов.

• Защита системных ресурсов, данных и программ пользователя, исполняющихся процессов и самой себя от ошибочных и зловредных действий пользователей и их программ.