Программное обеспечение. Операционная система

Лекция №3. Программное обеспечение. Операционная система

Цель лекции: изучить основные понятия операционных систем и их классификацию.

Содержание лекции: виды программного обеспечения, его назначение и характеристики. Основные понятия ОС. Эволюция операционных систем. Классификация операционных систем, в том числе для мобильных устройств и настольных приложений.

3.1 Типы программного обеспечения

Программное обеспечение - это совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для функционирования этих программ (ГОСТ 19781-90) или совокупность программ, процедур и правил, а также документация, относящаяся к функционированию системы обработки данных (СТ ИСО 2382/1-84).

По назначению программное обеспечение делится на системное, прикладное и инструментальное; по способу распространения и использования-на закрытое (платное или ограниченное правами доступа) и открытое, т. е. бесплатное, которое может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах без ограничений.

Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программ, обеспечивающих эффективное управление компонентами вычислительной системы –процессором, оперативной памятью, каналами ввода-вывода, сетевым оборудованием, являющимся промежуточным интерфейсом между ними.

Оборудование и приложения пользователя. Программное обеспечение системы не решает конкретных прикладных задач, а лишь обеспечивает функционирование других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

Прикладное программное обеспечение - это программное обеспечение, состоящее из отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей; автоматизированные системы, которые создаются на основе этих (пакетов) прикладных программ.

Прикладное программное обеспечение может включать базы данных, серверы электронной почты, управление сетью и безопасностью, текстовые редакторы, электронные таблицы, клиентские программы для электронной почты и блогов, персональные информационные системы и редакторы СМИ, а также медиаплееры, веб-браузеры, вспомогательные браузеры и т.д.

Инструментальное программное обеспечение предназначено для разработки новых программ и программных комплексов. Множество различных приложений на компьютере создается с помощью языков и систем программирования. Язык программирования-это формализованный язык описания алгоритмов, которые используются для решения различных задач на компьютере. В ходе становления и развития АДП-оборудования были также разработаны языки программирования. Некоторые из них были изменены, трансформированы, интегрированы с другими. Некоторые вообще исчезли. Сегодня существует богатый арсенал языков программирования: ассемблер, Basic, C ++, Delphi, Fortran, Java, Pascal и др. Каждый из этих языков программирования имеет ряд модификаций (например, Basic, Q-Basic, Visual Basic и др.), которые существенно отличаются по своим возможностям и свойствам.

3.2 Основные понятия операционных систем

Операционная система-это интерфейс между Пользователем и компьютером. Кроме того, ОС позволяет управлять всеми компонентами вычислительной системы, реализуя упорядоченное и контролируемое распределение ресурсов между программами.

Эволюция ОС имела несколько этапов:

1) 1945-1955. Внешний вид электронных ламп, кросс-соединительная коммутационная панель. В качестве системного программного обеспечения применялись библиотеки математических и системных программ.

2) 1955-1960. Внешний вид транзисторов. ОС - это система пакетной обработки.

3) 1960-1980. Появление интегральных микросхем и мультипрограммирование. Мультипрограммные системы включали в себя реализацию защитных механизмов между программами, использование эксклюзивных программ, защиту памяти и прерывания.

4) 1980-по настоящее время. Появление больших интегральных схем и систем для работы в сетях и распределенных ОС.

Основная концепция ОС заключается в принципе Джона фон Неймана, т. е. программа, состоящая из набора команд, и ее основные данные хранятся в общей памяти, каждая ячейка которой имеет свой уникальный адрес; каждая команда вместе с данными извлекается из памяти и выполняется процессором. Выбор команды осуществляется с помощью специального счетчика команд, который содержит адрес команды, выполняемой в данный момент; команды располагаются в памяти одна за другой, за счет чего организуется последовательный выбор цепочки команд из памяти. Таким образом, существует три основных компонента компьютерной системы: процессор, основная память и устройства ввода/вывода (рис.3.1).