Программное обеспечение компьютера. 8

Оглавление

Введение 

Программное обеспечение  компьютера

Сетевые Операционные системы, функции и компоненты сетевых  операционных систем 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. 

  Сложность современных человеко-машинных систем, их функциональные особенности и степень автоматизации режимов управления определяются лавинообразным ростом быстроизменяющихся информационных потоков, параметрическое осмысление которых, и оперативное принятие управляющих решений осуществляет человек. Получение и анализ информации в этом случае должны происходить со скоростью выработки параметрических данных в реальном масштабе времени. При этом, в принципе, не существует объектов, исключающих непосредственное или опосредованное участие человека в функциональных контурах управления автоматизированных систем. Прогресс в развитии микропроцессорной техники сделал ее доступной массовому потребителю, а высокая надежность, относительно низкая стоимость, простота общения с пользователем - непрофессионалом в области вычислительной техники послужили основой для организации систем распределенной обработки данных, включающих от десятка до нескольких сотен ПЭВМ, объединенных в вычислительные сети.

  На  сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

  Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

  Вычислительные  сети позволяют автоматизировать управление производством, транспортом, материально-техническим  снабжением в масштабе отдельных  регионов и страны в целом. Возможность  концентрации в вычислительных сетях  больших объёмов данных, общедоступность  этих данных, а также программных  и аппаратных средств обработки  и высокая надёжность их функционирования – всё это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей  и резко повысить эффективность  применения вычислительной техники.

  Интеграция  и формирование информационно-управляющих  ресурсов являются основным аргументом в пользу создания сетевой архитектуры, абонентских служб сетевого доступа и существенного расширения предоставляемых услуг по распределению, телеобработке информационных потоков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Программное обеспечение компьютера.

Бурное  развитие новой информационной технологии и расширение сферы ее применения привели к интенсивному развитию программного обеспечения (ПО). Достаточно отметить, что в 1996 г. мировым сообществом на программное обеспечение затрачено свыше 110 млрд долларов. Причем тенденции развития ПО показывают, что динамика затрат имеет устойчивую тенденцию к росту, примерно 20% в год. 
     Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники. 
     В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на:  

• системные программы (иногда называют базовым программным обеспечением);
• прикладные программы;
• среды программирования.

   
К системным относятся прежде всего операционные системы и программы, входящие в состав операционной системы (например, драйвера для различных устройств компьютера (от английского слова "drive" - управлять), т.е. программы, управляющие работой устройств: драйвера для сканера, принтера и т.д.). Кроме операционных систем еще относятся обслуживающее программное обеспечение (их ещё называют сервисные или утилиты, от английского слова "utilize" - использовать) для обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и т.д.  
     К прикладным относятся программы, предназначенные для решения задач в различных сферах деятельности человека (бухгалтерские программы, текстовые и графические редакторы, базы данных, экспертные системы, переводчики, энциклопедии, обучающие, тестовые и игровые программы и т.д.). 
     К средам программирования относятся инструментальные средства для создания новых программ (ЛОГО, QuickBASIC, Pascal, Delphi и т.д.) 

Сетевые Операционные системы, функции и компоненты сетевых операционных систем

Операционную  систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных  программ, который обеспечивает эффективное  управление ресурсами компьютера (памятью, процессором, внешними устройствами, файлами  и др.), а также предоставляет  пользователю удобный интерфейс  для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений. Говоря о  сетевых ОС, мы, очевидно, должны расширить  границы управляемых ресурсов за пределы одного компьютера.

Сетевой операционной системой (ОС) называют операционную систему компьютера, которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

Сегодня практически все  операционные системы  являются сетевыми.

В сетевых ОС удаленный  доступ к сетевым  ресурсам обеспечивается:

• сетевыми службами;
• средствами транспортировки сообщений по сети (в простейшем случае — сетевыми интерфейсными картами и их драйверами).

Функции сетевых ОС

• управление каталогами и файлами;
• управление ресурсами;
• коммуникационные функции;
• защита от несанкционированного доступа;
• обеспечение отказоустойчивости;
• управление сетью.

Управление  каталогами и файлами  является одной из первоочередных функций  сетевой операционной системы, обслуживаемых  специальной сетевой  файловой подсистемой. Пользователь получает от этой подсистемы возможность обращаться к файлам, физически  расположенным в  сервере или в  другой станции данных, применяя привычные  для локальной  работы языковые средства. При обмене файлами  должен быть обеспечен  необходимый уровень  конфиденциальности обмена (секретности  данных).

Управление  ресурсами включает запросы и предоставление ресурсов.

Коммуникационные  функции обеспечивают адресацию, буферизацию, маршрутизацию.

Защита  от несанкционированного доступа возможна на любом из следующих  уровней: ограничение  доступа в определенное время, и (или) для  определенных станций, и (или) определенное число раз; ограничение  совокупности доступных  конкретному пользователю директорий; ограничение  для конкретного  пользователя списка возможных действий (например, только чтение файлов); пометка файлов символами  типа «только чтение», «скрытность при  просмотре списка файлов».

Отказоустойчивость  определяется наличием в сети автономного  источника питания, отображением или  дублированием информации в дисковых накопителях. Отображение заключается в хранении двух копий данных на двух дисках, подключенных к одному контроллеру, а дублирование означает подключение каждого из этих двух дисков к разным контроллерам. Сетевая ОС, реализующая дублирование дисков, обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости.

Дальнейшее  повышение отказоустойчивости связано с дублированием  серверов.

Компоненты  сетевых ОС

Функциональные  модули (сетевые службы и средства транспортировки  сообщений по сети) должны быть добавлены  к ОС, чтобы она могла называться сетевой:

Функциональные  компоненты сетевой  ОС 

Среди сетевых служб  можно выделить такие, которые ориентированы  не на простого пользователя, как, например, файловая служба или служба печати, а на администратора. Такие службы направлены на организацию работы сети. Например, централизованная справочная служба, или служба каталогов(например, Active Directory в Windows), предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах1. В качестве других примеров можно назвать службу мониторинга сети, позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, службу безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования.

От  того, насколько богатый  набор сетевых  служб и услуг  предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям  и администраторам  сети, зависит ее позиция в общем  ряду сетевых ОС.

Помимо  сетевых служб  сетевая ОС должна включать программные  коммуникационные (транспортные) средства, обеспечивающие совместно с аппаратными  коммуникационными  средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части  сетевых служб. Задачу коммуникации между  компьютерами сети решают драйверы и протокольные модули. Они выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение сообщения на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, дублирование сообщений в случае их потери, определение маршрута в сложной сети и т. д.

И сетевые службы, и  транспортные средства могут являться неотъемлемыми (встроенными) компонентами ОС или  существовать в виде отдельных программных  продуктов. Например, сетевая файловая служба обычно встраивается в ОС, а вот веб-браузер чаще всего приобретается отдельно. Типичная сетевая ОС имеет в своем составе широкий набор драйверов и протокольных модулей, однако у пользователя, как правило, есть возможность дополнить этот стандартный набор необходимыми ему программами. Решение о способе реализации клиентов и серверов сетевой службы, а также драйверов и протокольных модулей принимается разработчиками с учетом самых разных соображений: технических, коммерческих и даже юридических. Так, например, именно на основании антимонопольного закона США компании Microsoft было запрещено включать ее браузер Internet Explorer в состав ОС этой компании.

Виды  сетевых ОС

Сетевая служба может быть представлена в ОС либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной  из них.

В нервом случае операционная система, называемая одноранговой, не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы 
в распоряжение пользователей других компьютеров. Например, если на всех компьютерах сети установлены и клиенты, и серверы файловой службы, то все пользователи сети могут совместно применять файлы друг друга. Компьютеры, совмещающие функции клиента и сервера, называют одноранговыми узлами.

Операционная  система, которая  преимущественно  содержит клиентские части сетевых  служб, называется клиентской. Клиентские ОС устанавливаются на компьютеры, обращающиеся с запросами к ресурсам других компьютеров сети. За такими компьютерами, также называемыми клиентскими, работают рядовые пользователи. Обычно клиентские компьютеры относятся к классу относительно простых устройств.

К другому типу операционных систем относится серверная ОС — она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своего компьютера и включает в себя в основном 
серверные части сетевых служб. Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называют выделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают.

Примеры сетевых ОС

Повторюсь, что сегодня практически  все ОС являются сетевыми. Наиболее расропстраненные из них:

• Novell NetWare
• Microsoft Windows (95, NT, XP, Vista, Seven)
• Различные UNIX системы, такие как Solaris, FreeBSD
• Различные GNU/Linux системы
• IOS
• ZyNOS компании ZyXEL
• Chrome OS от Google

Посмотрите  обзор на одну из современных сетевых  операционных систем — «облачную» Chrome OS:

Сетевое прикладное программное обеспечение

Прикладная  программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч посредством операционной системы.

К прикладному программному обеспечению (application software) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы.

   Прикладное  ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладное  программное обеспечение – комплекс программ для решения конкретных узкоспециальных задач по обработке информации. Особенностью прикладного программного обеспечения является то, что эти программы будут функционировать только при наличии установленной на компьютер операционной системы.

Прикладное  программное обеспечение включает в себя:

• текстовые редакторы и процессоры;
• электронные таблицы;
• системы управления базами данных;
• математические пакеты;
• пакеты по обработке графики;
• информационно-справочные системы;
• обучающие системы;
• игры.

Начнем  по порядку рассматривать данные виды программ.

Текстовый редактор – это программа, позволяющая создавать, редактировать (изменять содержание), сохранять и печатать документы.

Текстовый процессор отличается от редактора возможностью форматировать текст, то есть размечать его (устанавливать гарнитуру шрифта, начертание, высоту символов, выравнивание и так далее). Примерами таких программ могут быть Блокнот, WordPad, Microsoft Word.

Издательские  системы - используются для подготовки больших сложных документов (книги, альбомы, журналы, газеты, буклеты). В качестве примеров издательских систем можно назвать Corel Ventura Publisher, Adobe PageMaker, QuarkXPress. Необходимо отметить, что работа с издательскими системами предполагает использование редакторов документов на этапе предварительной подготовки материалов. Издательские системы предназначены для верстки текста.

Верстка текста заключается в размещении текста по страницам создаваемого документа, вставке рисунков, использовании различных шрифтов применительно к документам, уже созданным при помощи редакторов текстов. В последнее время редакторы документов по своим возможностям приблизились к издательским системам. Примером такого текстового редактора может служить Microsoft Word.

Электронные таблицы – это универсальные программы, необходимые для проведения математических расчетов и вычислений. Наиболее часто данные системы используются в финансовой, экономической и научных сферах. Примеры программ: Super Calk, Lotus 1-3, Microsoft Excel.

Системы управления базами данных – это программы, необходимые для управления большими объемами структурированной информации. С помощью данных систем можно формировать базу данных, осуществлять поиск, сортировку информации на основе выбранных параметров. Примеры программ: Fox Pro, Clipper, Paradox, Microsoft Access.

Математические  пакеты используют для решения математических задач, таких как: построение графиков функций, решение линейных уравнений, систем линейных уравнений, вычисление определителей матриц и многие другие.

Графические пакеты используют для создания, редактирования графических изображений. Графика делится на векторную (изображения кодируются с помощью математических формул) и растровую (изображение разбивается на точки и каждая из них кодируется определенным количеством бит), поэтому выделяют редакторы векторной и растровой графики. Примеры программ: Paint, Adobe Photoshop, Corel Draw.

К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы.

  Широко  известны такие пакеты, как редакторы  текстов, предназначенные для подготовки на компьютере текстов любой сложности  с рисунками и математическими  формулами, издательские системы, включающие средства верстки страниц журналов, книг, буклетов, и т.п.

  Не  менее известными являются графические  редакторы, предназначенные для  создания иллюстративной графики –  рисунков в книгах и журналах, рекламных  объявлений и т.п., с которыми в  своей деятельности приходятся иметь  дело дизайнерам.

  Большой популярностью в бухгалтерских, экономических и инженерных расчетах пользуются табличные редакторы, раньше называемые электронными таблицами.

  Огромное  прикладное значение имеют пакеты создания баз данных и управления этими  базами.

  Нашли широкое практическое применение пакеты подготовки проектно-конструкторской  документации – AUTOCAD, проведения различных  математических расчетов - MATCAD, MATLAB, MAPL, STATGRAPH, STATISTIKA и др.

  Перечислить , а тем более описать всё то, что создано в области прикладного программного обеспечения, невозможно, поэтому ограничимся кратким перечислением наиболее популярных средств. 

Локальная сеть может применяться не только для коллективного использования  файлов или принтеров. Существуют и  другие, не менее важные приложения. Очень часто локальную сеть используют для коллективного доступа к  базе данных.

Существует  два подхода к организации  коллективного доступа к базе данных. Первый подход заключается  в том, что файлы базы данных располагают  на дисках файл-сервера и все рабочие  станции получают к нему доступ. Второй подход основан на применении так называемого СУБД-сервера.

Если  файлы базы данных расположены на дисках файл-сервера, с ними работают одновременно несколько программ, запущенных на рабочих станциях. При этом эти  программы должны сами следить за тем, чтобы изменяемые записи базы данных блокировались для записи и чтения со стороны других программ на время  изменений.

Если  вы используете однопользовательскую версию СУБД (системы управления базами данных), не разработанную специально для сети, вам не следует рассчитывать на то, что эта СУБД будет правильно  блокировать изменяемые записи на файл-сервере, - она просто не знает, как это  делать!

Поэтому при установке СУБД в сети обязательно  убедитесь, что у вас сетевая  версия СУБД и что эта версия предназначена  для работы именно с теми сетевыми средствами, которые вы используете.

Чем плох метод коллективного использования  файлов базы данных, расположенных  на сервере? Прежде всего этот метод не обеспечивает достаточную производительность при большом количестве рабочих станций.

Для того чтобы понять, почему это происходит, представьте себе такую ситуацию. Пусть у вас есть сеть, где в  качестве файл-сервера используется мощный компьютер на процессоре 80386 или даже 80486 и десяток маломощных рабочих станций с процессором 80286. Файлы базы данных расположены  на диске файл-сервера. Пусть несколько  рабочих станций начинают поиск  по одному и тому же файлу базы данных. При этом весь этот файл перекачивается по сети из файл-сервера в оперативную  память медленных рабочих станций, где осуществляется поиск необходимых данных.

То есть для того, чтобы что-то найти в  файле базы данных, этот файл надо весь целиком прокачать через сеть и медленную рабочую станцию. Но в сети имеется много рабочих  станций, и все они могут что-то искать в базе данных!

При использовании  СУБД-сервера работа станций с  базой данных организуется иначе.

Помимо  файл-сервера к сети подключается еще один мощный компьютер (СУБД-сервер), единственное назначение которого - работа с базой данных. Сама база данных может располагаться на дисках СУБД-сервера  или файл-сервера.

СУБД-сервер принимает запросы от рабочих  станций на поиск каких-либо данных в базе. Он сам выполняет поиск, причем делает это быстро - компьютер  мощный, данные по сети в процессе поиска передавать не надо. Результаты поиска возвращаются через сеть в запросившую  их рабочую станцию.

Таким образом, по сети передается только запрос и найденные данные, а поиск  выполняется непосредственно в  компьютере СУБД-сервера.

Обычно  СУБД-сервер работает в среде многозадачной  операционной системы, такой, как UNIX, OS/2 или Novell NetWare 386. Мультизадачная операционная система сама занимается распределением ресурсов при поступлении  
одновременно нескольких запросов от разных рабочих станций и сама оптимизирует перемещения магнитных головок дисков, что весьма благоприятно сказывается на производительности системы в целом.

Детальное рассмотрение применения СУБД в сети выходит за рамки данной книги. Отметим  только, что в составе Novell NetWare поставляется средство Btrieve, которое с успехом может быть использовано для создания СУБД-сервера. Кроме того, вы можете приобрести СУБД Novell SQL Server, которая наилучшим образом использует возможности сетевой операционной системы Novell NetWare. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Заключение   

  Программное обеспечение сегодня это актуальная тема для разговоров для всех, имеющих  хоть какое-то отношение к компьютерам. Программное обеспечение – это  язык общения с компьютерным миром. И этот язык, вернее множество языков, в постоянном развитии, процессе эволюции. Только классификация программного обеспечения займет достаточно много  времени и места. Можно упомянуть  программное обеспечение системное  и прикладное, программное обеспечение  инструментальное. Прикладное программное  обеспечение в свою очередь имеет  подразделения на офисные приложения, текстовые редакторы, текстовые  процессоры, табличные процессоры, редакторы презентаций... Программное  обеспечение – это и сама операционная система компьютера, то есть условие  его работопригодности. Активируя процессор, операционная система в свою очередь нуждается в системах криптозащиты, антивирусных программах, драйверах и утилитах. Это так называемые задачи внутреннего круга, требующие своего программного обеспечения. Надо ли говорить, что сегодня любое производство и любой бизнес невозможны без информационной поддержки на базе новейших компьютерных систем и соответствующего программного обеспечения. Для проведения в жизнь решений управленческих задач, бухгалтерских расчетов, создания систем автоматического проектирования, осуществления эффективного обмена электронной документацией также требуются программы, то есть соответствующее программное обеспечение. Причем все усложняющаяся жизнь требует непрерывного обновления применяемых программных продуктов. Программное обеспечение для всего множества современных запросов от политики, промышленности и науки не может быть полностью стандартизированным. Постоянно программистам приходится решать частные и специальные задачи. Поэтому число фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения, постоянно растет. Эксперты прогнозируют дальнейший рост производства, резкое увеличение транспортных грузопотоков, усложнение коммуникационной сферы. Всюду и во всех областях человеческой деятельности компьютеры будут все более востребованы. Соответственно, будет расти спрос и на программное обеспечение. Мы вступаем в совершенно новую эпоху. Эпоху программирования будущего.