Понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура; операционные системы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  государственный технологический  институт

(технический  университет)

Кафедра экономики  и менеджмента

РЕФЕРАТ

По  Теоретические основы информатики. Имитационное моделирование. 

Понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура; операционные системы. 
 
 

Выполнил  студент

Павлова С.Л

Специальность № 080500 

Руководитель:

Парамонова  Н.Н.

(фамилия,  имя, отчество)

Старший преподаватель кафедры бизнеси-нформатики

(должность)

Оценка ___________________

Санкт-Петербург

2011

       Содержание

       Введение                                                                                                           3

       Глава 1Понятие системного программного обеспечения

       1.1Системное  программное обеспечение. Назначение  и возможности     5

       1.2Структура  системного ПО                                                                         7

       Глава 2Операционные системы                                       

       2.1 Понятие и основные функции  операционных систем                         12

       2.2 Краткий обзор каждой операционной  системы                                   17

       2.3 Сравнительный анализ ОС                                                                     19

       Заключение                                                                                                    21

       Используемая  литература                                                                             23

       Введение

       Тема  курсовой работы « Понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура; операционные системы».

       Компьютеры  – это универсальные устройства для обработки информации. В отличие  от телефона, магнитофона или телевизора, осуществляющих только заранее заложенные в них функции, персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого  необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и  подробную последовательность инструкций, т.е. программу, как надо обрабатывать информацию. Сам по себе компьютер  не обладает знаниями ни в одной  области своего применения, все эти  знания сосредоточены в выполняемых  на компьютере программах. Поэтому  часто употребляемое выражение  «компьютер сделал», означает ровно  то, что на компьютере была выполнена  программа, которая позволила выполнить  соответствующие действия.

       Информационные  технологии развиваются огромными  темпами. Какое-то оборудование либо программное  обеспечение выпущенное сегодня, уже  через год может быть вытеснено  на задний план более усовершенствованным  оборудованием или программным  обеспечением.

       Операционные  системы помогают пользователю взаимодействовать  с компьютером для выполнения каких-то операций или задач. Когда  человек совершает платежные  операции в мультикассе для зачисления денежных средств на свой сотовый  телефон, сам не подозревая того, он взаимодействует непосредственно  с самой операционной системой в  которой запущена специализированная программа для выполнения конкретной операции.

       Таким образом, для эффективного использования  компьютера необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ.

       Цель  работы: ознакомиться с системным  программным обеспечением и операционными  системами.

       Поставленная  цель определила задачи:

       1.Определить  что такое системное программное  обеспечение, рассмотреть возможности  и структуру?

       2. Составить обзор каждой операционной системы;

       3.Определить положительные и отрицательные стороны каждой операционной системы;

       4.На основе статистических данных проанализировать популярность использования каждой операционной системы среди пользователей;

       5.Провести сравнительный анализ между операционными системами;

       Структура работы: данная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Первая глава содержит понятие системного программного обеспечения. Во второй главе обзор операционных систем. В заключении подведены итоги работы, сделаны выводы. Список литературы включает литературные источники, используемые в ходе работы.

       Глава 1 Понятие системного программного обеспечения

       1.1 Назначение и возможности

       Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных  комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

       Системное ПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям  программировать в более выразительных  языках, чем машинных язык компьютера. Состав системного ПО мало зависит  от характера решаемых задач пользователя.

       Системное программное обеспечение предназначено  для:

       создания  операционной среды функционирования других программ (другими словами, для  организации выполнения программ);

       автоматизации разработки (создания) новых программ;

       обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

       проведения  диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

       выполнения  вспомогательных технологических  процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз  данных и т.д.).

       Данный  класс программных продуктов  тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

       Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных  пользователей - профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора.

       Однако  знание базовой технологии работы с  этим классом программных продуктов  требуется и конечным пользователям  персонального компьютера, которые  самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют  обслуживание компьютера, программ и  данных.

       Программные продукты данного класса носят общий  характер применения, независимо от специфики  предметной области.

       К системным программным продуктам  предъявляются высокие требования по надежности и технологичности  работы, удобству и эффективности  использования.

       В системное ПО традиционно включают :

• системные управляющие системные программы
• системные обрабатывающие программы.

       Управляющие системные программы организуют корректное функционирование всех устройств  системы.

       Основные  системные функции управляющих  программ -

• управление вычислительными процессами и вычислительными комплексами и
• работа с внутренними данными ОС.

       Как правило, они находятся в основной памяти. Это резидентные программы, составляющие ядро ОС. Управляющие  программы, которые загружаются  в память непосредственно перед  выполнением, называю транзитными (transitive).

       В настоящее время системные управляющие  программы поставляются фирмами-разработчиками и фирмами-дистрибьюторами в виде инсталляционных пакетов операционных систем и драйверов специальных  устройств.

        1.2 Структура системного  программного обеспечения

       Совокупность  программ, предназначенная для решения  задач на ПК, называется программным  обеспечением. Состав программного обеспечения  ПК называют программной конфигурацией.

       Программное обеспечение, можно условно разделить  на три категории:

• системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
• прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
• инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

         Системное ПО

       Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением  ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д. Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п. К системному ПО относятся:

• операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
• программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)
• операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.
• Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
• утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг).
• К утилитам относятся:
• диспетчеры файлов или файловые менеджеры
• средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)
• средства просмотра и воспроизведения
• средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков
• средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами 
• средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

       Необходимо  отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а  другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными  программам и поставляется отдельно.

       Прикладное  ПО

       Прикладные  программы могут использоваться  автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО– программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д. Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства. К прикладному ПО, например, относятся:

• Комплект офисных приложений MS OFFICE 
• Бухгалтерские системы
• Финансовые аналитические системы
• Интегрированные пакеты делопроизводства
• CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)
• Редакторы HTML или Web – редакторы
• Браузеры – средства просмотра Web - страниц
• Графические редакторы
• Экспертные системы и так далее.

       Инструментальное ПО

       Инструментальное  ПО или системы программирования - это системы для автоматизации  разработки новых программ на языке  программирования. В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы. 2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ. 4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.

       Наиболее  популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

• Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
• Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
• Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
• Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows 

       Глава 2 Операционные системы

       2.1 Основные функции  операционных систем

       Определение операционной системы

       Операционная  система в наибольшей степени  определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что  ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение  пользователю-программисту удобств  посредством предоставления для  него расширенной машины и повышение  эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

       Функции операционных систем.

       Операционная  система (ОС) связывает аппаратное обеспечение  и прикладные программы. Многие свойства различных программ похожи, и операционная система обычно предоставляет этот общий сервис. Например, практически  все программы считывают и  записывают информацию на диск или  отображают ее на дисплее. И хотя каждая программа в принципе может содержать  инструкции, выполняющие эти повторяющиеся  задачи, использование в этих целях  операционной системы более практично.

       Операционная  система может взаимодействовать  с аппаратными средствами и пользователем  или прикладными программами. Она  также может переносить информацию между аппаратурой и прикладным программным обеспечением.

       Прикладной  программист не должен беспокоиться о написании специального программного кода для записи данных на все множество  дисков, которое может быть на ПК. Программист просто просит операционную систему записать данные на диск, а  ОС занимается зависящей от аппаратуры информацией. Операционная система получает предоставляемые прикладными программами данные и записывает их на физический диск.

       Использование операционной системы делает программное  обеспечение более общим: программы  могут работать на любом компьютере, на котором можно запустить эту  операционную систему, поскольку взаимодействуют  с операционной системой, а не с  аппаратурой.

       В каждой операционной системе существует несколько видов интерфейсов:

• командный (текстовый) интерфейс;
• текстовый или графический полноэкранный интерфейс;
• графический многооконный пиктографический интерфейс;
• интерфейс Win32 API [1].

       Рассмотрим  каждый интерфейс  более подробно:

       Командный (текстовый) интерфейс.

       Всякая  операционная система имеет командный  интерфейс (иногда в скрытой форме).

       В первой из ОС (OS/360) взаимодействие с пользователями было жестко поделено между следующими компонентами:

• (JCL – Job Control за управление вычислительным прочесом). Это язык диалогового режима – команда запуска – остановки задач, привязки носителей информации к устройствам, получения информации о заданиях, ожидающих выполнения, вывода, наличия свободной памяти и свободных устройств и др.
• Язык управления заданиями (JCL – Job Control Language), на котором прочие пользователи (программисты, разработчики и просто конечные пользователи) описывали состав и структуру процесса обработки данных – последовательность запуска программ, входные и выходные файлы, условия, при которых те или иные программы должны быть выполнены или пропущены и др. Это язык пакетной обработки, не допускающий вмешательства пользователя в собственно процесс вычисления, компиляции и пр.

       В большинстве ОС в настоящее время  сложился более или менее унифицированный  формат командной строки. Командная строка включает в себя:

• Тип операции (мя команды или программы);
• Рабочий вход (входные файлы или устройства);
• Рабочий выход (выходные файлы или устройства);
• Управляющий вход (управляющие параметры или ключи команды);
• Управляющий выход (обычно – протокол, содержащий диагностику ошибок, код завершения или другую информацию).

       Командная строка — приглашение оболочки, обозначающее готовность системы принимать команду пользователя, — в наиболее явной форме демонстрирует идею диалога. На каждую введенную команду пользователь получает ответ от системы: либо очередное приглашение, обозначающее, что команда выполнена и можно вводить следующую, либо сообщение об ошибке, представляющее собой высказывание системы о произошедших в ней событиях, адресованное пользователю. При работе в операционной среде с графическим интерфейсом происходящий диалог пользователя с системой не столь очевиден, хотя с точки зрения системы клик мышью в определенной области на экране аналогичен команде, введенной с клавиатуры, а ответ системы пользователю может быть представлен в виде диалогового окна.

       Текстовый или графический полноэкранный  интерфейс.

       Он  имеет, как правило, в верхней  части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим  – pull-down).

       Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в  древе каталогов устанавливается  на командные файлы программ (*.exe, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша <Enter> или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отличаются от файлов размером или рисунком. Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек.

       Графический многооконный пиктографический интерфейс.

       Представляет  собой рабочий стол (DeskTop), на котором располагаются пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме. Это наиболее удобный и перспективный интерфейс, осебенно при работе с программами. Примеры: интерфейс с компьютеров Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows 95/98, OS/2, XP, Vista.

       Графический интерфейс пользователя (GUI – Graphics User Interface). Появление ОС и оболочек с развитыми диалоговыми графическими средствами (OS Macintosh, Windows 3.1, а особенно Windows 95/98/ME, а также NT/2000) и средств программирования, позволяющих создавать графические интерфейсы (FoxPro for Windows и пр.), а особенно – объектно–ориентированных систем программирования – привело к внедрению и широкому распространению элементов экранного интерфейса.

       Оболочка  Microsoft Windows не была изначально операционной системой, так как она существует «поверх» операционной системы типа MS-DOS. Она возникла в виде стандартизатора графического интерфейса и прижилась исключительно потому, что пользователь хотел видеть программу, с которой ему часто приходится работать, красивой, практичной, удобной и легкой в освоении и использовании.

       Интерфейс Win32 API.

       Win32 API лежит в основе всех ОС семейства Windows.

       Win32 API представляет собой набор функциональных вызовов (системных вызовов), основанных на библиотечных процедурах, выполняющих требуемую работу как в пространстве ядра, так и в пространстве пользователя.

       Интерфейс Win32 API позволяет программам работать почти во всех версиях Windows.

       Особенности Win32:

1. Многие вызовы Win32 создает объекты ядра того или иного типа, например, файлы, процессы, потоки, каналы.
2. Каждый вызов, создающий объект, возвращает вызывающему процессу результат, называемый дескриптором.

       Дескриптор специфичен для процесса, создавшего этот объект. Он не может быть передан другому процессу.

3. Система управления памятью – способность процесса отображать на свою виртуальную работу. Это предоставляет процессу возможность читать и писать части файлов как если бы она представляли собой просто слова в память.
4. Файловый ввод/вывод – Файл представляет собой просто линейную последовательность байтов. Интерфейс Win32 предоставляет более 60 вызовов: открывать, закрывать, копировать, вырезать, удалять и т.д.

       2.2 Краткий обзор  каждой операционной  системы

       Обе операционные системы предназначены  как для персональных систем, так  и для web-серверов, вычислительных кластеров  и т. п.

       Windows NT удалось завоевать первенство  на настольных и персональных  системах (около 90 % настольных компьютеров)  тогда как Linux популярна на web-серверах, вычислительных кластерах и в  суперкомпьютерах (50-90 %).

       Эти системы разнятся в лежащей в  основе их философии, стоимости, простоте использования, удобстве и стабильности. При их сравнении приходится принимать  во внимание корни, исторические факторы  и способ распространения.

       Характеристики  двух систем

       Windows и Linux трудно сравнивать на  равных из-за следующих факторов:

• Linux — это не определенная ОС, их более 600, среди них есть те, которые отличаются друг от друга значительно, а некоторые совсем немного, кроме того, на популярные дистрибутивы может существовать до 100 [версий];
• Словом Linux могут обозначаться разные понятия. В некоторых случаях это просто ядро операционной системы, в других случаях — полноценные операционные системы в дистрибутиве с графическим интерфейсом ;
• Оба порядка систем поставляются в различных конфигурациях. Особенно Linux, для которой существует огромное количество вариантов, некоторые из них предназначены для узкого круга задач;
• Цена и широта технической поддержки различаются у разных поставщиков, а также в зависимости от версии и дистрибутива;
• Производители оборудования могут устанавливать дополнительное ПО с операционной системой, которое делает доступные функции системы разнообразнее. Иногда они даже спонсируют продавца, снижая цену продукта для пользователя;
• Данные, полученные от маркетинговых подразделений, и результаты тестирования могут расходиться;
• Microsoft распространяет Windows под разными лицензиями (закрытыми). Дистрибутивы Linux, со своей стороны, могут содержать проприетарные компоненты [4].