4. Программное обеспечение пэвм
Компьютер, как сложная техническая система, не решает никаких проблем, если на нем не установлено программное обеспечение2[1] (Software). Около 20 лет назад в разговоре с профессором Е. Сыромолотов – большим энтузиастом вычислительной техники и незаурядным человеком, меня поразила его мысль о том, что в будущем ситуация в отношении значимости «железа» и программ кардинально изменится. По его словам, отношение стоимости программного обеспечения к стоимости компьютера будет примерно такая же, как отношение стоимости приличной обуви к стоимости упаковки. В настоящее время столь абсурдная в то время мысль подтверждается практически полностью. Стоимость отдельных программ, например, по оптимизации системы сотовой связи в городах, превышает $50 000. На этом же уровне сейчас продаются банковские информационные системы типа Гефест и другие программы. В этом разделе мы рассмотрим структуру программного обеспечения ЭВМ и основные тенденции его развития.
4.1. Классификация программного обеспечения пэвм
В настоящее время существуют различные подходы к классификации программного обеспечения. Все они имеют определенные недостатки, но все они едины в одном – необходима определенная классификация большого количества программ, созданных и создаваемых программистами – одиночками, группами и огромными коллективами (программными корпорациями, подобными MicroSoft). В последнее время системе классификации уделяется недостаточно внимания, в силу нечеткого разделения областей применения используемых программ и появившейся тенденции интеграции различных приложений. На рис. 19 представлена классификация, в основу которой положены критерии специфичности и массовости применения программного обеспечения. Итак, все программное обеспечение можно разделить на две большие категории: общее и специальное. Оговоримся сразу, что это условная классификация, в которой границы не имеют четких очертаний. Под общим программным обеспечением понимают те программы, которые присутствуют практически на каждом компьютере независимо от от возраста, профессии и уровня пользователя ПЭВМ или юзера ( от слова user или пользователь). В эту, достаточно большую группу, входят операционные системы, стандартные приложения к операционным системам, расширяющие их свойства, а также программы по созданию и редактированию текстовых документов, позволяющие проводить различного рода расчеты и представлять в наглядном виде их результаты (электронные таблицы), программы для презентаций и работы с мультимедиа, а также большая группа технологического программного обеспечения для разработки специализированных программ в различных областях предметной деятельности.
Специальное программное обеспечение ориентировано на специальное применение в профессиональной деятельности. Например, бухгалтеры используют специализированные программы для своей деятельности (1С, Турбо-бухгалтер, БЭСТ и т.д.), банковские служащие работают со специализированными программами типа Гефест, Нострадамус, Новая Афина и т.д.
Рис. 19. Классификация программного обеспечения
4.2. Операционные системы пэвм
4.2.1. Назначение и основные функции операционных систем
Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ (оперативном запоминающем устройстве). Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Основные функции операционной системы:
осуществление диалога с пользователем;
ввод-вывод и управление данными;
планирование и организация процесса обработки программ;
распределение ресурсов: оперативной памяти, кэша (временной промежуточной памяти), процессора и внешних устройств);
запуск программ на выполнение;
всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
передача информации между различными внутренними устройствами;
программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Операционную систему (ОС) можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого пользователи освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.
В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:
1. Однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;
2. Однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;
3. Однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;
4. Многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.
В различных моделях компьютеров используются операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами. Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:
программы управления вводом/выводом;
программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;
процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.
Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:
обращаться к каталогу;
выполнять разметку внешних носителей;
запускать программы;
выполнять другие действия.
Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы. Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.