Системное программное обеспечение персонального компьютера

Системное ПО ПК

Назначение и состав системного ПО

Системное программное обеспечение предназначено:

• для создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);
• автоматизации процесса разработки новых программ;
• обеспечения надежной и эффективной работы компьютера и вычислительной сети;
• проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
• выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д.).

Программные продукты данного класса в основном  ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста или администратора сети .

Систeмное ПО – это комплекс программ, предназначенный для управления процессором, оперативной памятью, устройствами ввода-вывода, сетевым оборудованием и организации «межслойного интерфейса» между аппаратной частью и приложениями пользователя.

Системное ПО принято делить на базовое и сервисное.

Базовое системное ПО   включает минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера, в том числе:

• операционные системы и драйверы в составе операционной системы;
• интерфейсные оболочки, обеспечивающие взаимодействие пользователя с ОС;
• системы управления файлами.

Сервисное системное ПО  включает программы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения, организуют более удобную среду работы пользователя и содержат в том числе:

• драйверы специальных устройств;
• программы диагностики компьютера;
• антивирусные программы;
• программы архивирования данных и т.п.

Программы сервисного ПО часто называют  утилитами или служебными программами .  Ниже приведены примеры некоторых утилит.

• Программы-упаковщики – осуществляют архивирование и разархивирование файлов с целью экономии памяти компьютера.
• Программы создания резервных копий – отвечают за копирование данных с жесткого диска на другие носители.
• Коммуникационные программы – обеспечивают обмен данными между компьютерами.
• Программы диагностики компьютера – осуществляют проверку конфигурации, объема памяти, работоспособности дисков и т.п.
• Программы оптимизации дисков – производят оптимальное распределение файлов на диске для ускорения доступа.
• Программы динамического сжатия дисков – при записи сжимают, а при чтении восстанавливают данные в исходном виде.

Структура и функции ОС

Основной составляющей базового системного ПО является  операционная система (ОС), которая устанавливается на жестком диске компьютера и выполняет огромный объем работы, который не виден пользователю.

Операционная система –  это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы обеспечить пользователю, а также системным и прикладным программам, удобный способ общения с компьютером через клавиатуру и манипулятор мышь.

ОС классифицируются по следующим признакам.

• Различают   однопрограммный и мультипрограммный режимы   работы ОС. Мультипрограммный  –   режим, при котором на однопроцессорной системе выполняется несколько программ.
• По организации работы в диалоговом режиме разли-чают   однопользовательские ( однотерминальные) и многопользова-тельские (мультитерминальные ) ОС.
• Выделяется класс   ОС реального времени,  которые отличаются выполнением поступающих команд в заданные промежутки времени, которые нельзя превышать.

ОС состоит из модулей. Файл, содержащий один из модулей ОС, называется  системным файлом.  Системные файлы находятся в корневом каталоге жесткого диска. При включении компьютера происходит считывание ОС с жесткого диска в оперативную память (загрузка), а также настройка и запуск ОС.

Структура ОС содержит следующие компоненты :

Ядро  –   это наиболее часто используемые модули ОС, например :

• модуль управления системой прерываний; средства распределения оперативной памяти; средства распределения ресурсов процессора,
• модуль управления системой прерываний; средства распределения оперативной памяти; средства распределения ресурсов процессора,
• модуль управления системой прерываний;
• средства распределения оперативной памяти;
• средства распределения ресурсов процессора,

Резидентные программы – это программы, входящие в состав ядра, например, программы-драйверы, управляющие внешними устройствами; при функционировании компьютера резидентные программы постоянно находятся в оперативной памяти,

Командный процессор   –   программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд, подаваемых пользователем, а также за взаимодействие этих команд с ядром ОС,

Система управления файлами   –   программа для   организации удобного доступа к файлам.   Для каждой ОС разрабатывается своя файловая система.

Основные функции ОС

• прием команд пользователя и их обработка;
• прием и исполнение запросов на запуск и остановку программ;
• загрузка программ, подлежащих выполнению, в оперативную память;
• передача управления загруженной программе;
• обеспечение работы системы управления файлами;
• обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. выполнения двух и более программ на одном процессоре;
• обеспечение операции ввода-вывода;
• распределение памяти;
• обеспечение сохранности данных и другие.

Наиболее востребованные операционные системы

Перечень самых популярных операционных систем

— Windows;

— Mac OS;

— Android;

— Linux;

— Ubuntu.

Разновидности операционных систем

Дисковые операционные системы

В первых компьютерах операционная система отсутствовала, управление осуществлялось на основе простейших языков программирования, которые содержались в ПЗУ, позволяли загружать программы и управлять программой с клавиатуры.

В начале 80-х годов с появлением магнитных дисков была написана первая программа, в которой каждому названию файла присваивались определенные номера дорожек и секторов. Так появилась   дисковая операционная система – DOS.

Далее дисковой системе поручили решать и другие задачи, например, записывать, копировать и удалять файлы, исключать повторяющиеся названия и т.п. В связи с необходимостью структурирования возрастающего объема данных появились каталоги файлов, из которых постепенно была создана Файловая структура , которая обслуживалась операционной системой.

Фирма Microsoft (США) с 1981 по 1995 год, постепенно усложняя, выпустила несколько версий системы от  MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.22

Недостатки дисковых операционных систем:

• первые операционные системы были построены на текстово-символьном интерфейсе (набор команд с клавиатуры);
• на изучение последних версий MS-DOS и решение компьютерных задач требовалось много времени.

Текстовые программы-оболочки

Программа-оболочка – это надстройка операционной системы ,  которая упрощает работу на компьютере и запускается под управлением операционной системы. Упрощение заключается в выборе команд или файлов из списка вместо набора с клавиатуры.

Самая известная программа-оболочка –  Norton Commander , которая наглядно показывает всю файловую структуру, позволяет не запоминать команды, а работать с ними через строку меню. Несмотря на появление более совершенных программ, Norton Commander до настоящего времени используется на многих компьютерах.

Графические оболочки

На смену текстовой программе-оболочке типа Norton Commander пришла графическая оболочка операционной системы . Фирмой Microsoft сначала была создана графическая оболочка Windows 1.0 , затем появились её версии под номерами 2.0; 3.0; 3.1; 3.11.

Оболочка Windows, которую назвали средой, работала под управлением системы MS-DOS и не являлась самостоятельной операционной системой.

Графические операционные системы

Распространение графических принципов построения программ на всю операционную систему в целом привело к созданию   графической операционной системы.   Лидером в разработке графических систем признана фирма Microsoft, которая с начала 90-х годов создала целый ряд ОС, среди которых можно выделить наиболее известные версии:

Windows NT – первая графическая операционная система;

Windows 95 – наиболее популярная версия 90-х годов;

Windows 98 – доработанная 95-я версия;

Windows 2000 – система, ориентированная на корпоративного клиента;

Windows ХР – наиболее популярная версия для настольных компьютеров с 2002 года;

Windows 7 –популярная система, выпущенная на рынок в 2009 г.;

Windows 8  – версия, которая внедряется с 2012 г., включает возможности работы с сенсорными экранами, имеет плиточный интерфейс.

Windows Small Business Server  — Windows NT 6.0 (2008)

Windows 7  — Windows NT 6.1 (2009)

Windows Server 2008 R2  — Windows NT 6.1 (2009)

Windows Home Server 2011  — Windows NT 6.1 (2011)

Windows 8  — Windows NT 6.2 (2012)

Windows Server 2012  — Windows NT 6.2 (2012)

Windows 8.1  — Windows NT 6.3 (2013)

Windows Server 2012 R2  — Windows NT 6.3 (2013)

Windows 10  — Windows NT 10.0 (2015)

Windows Server 2016  — Windows NT 10.0 (2016)

Особенности операционной системы Windows

В последние годы появилось много новых ОС. Список наиболее популярных решений был пополнен IOS и Android.

Среди графических операционных систем самыми распространенными для офисных и домашних компьютеров являются операционные системы Windows фирмы Microsoft. Сегодня операционные системы семейства Windows используют практически все – и офисные работники, и школьники, и пользователи всех возрастов. Операционные системы семейства Linux используются преимущественно профильными специалистами.

К достоинствам ОС Windows относится :

• распространенность и доступность;
• широкие функциональные возможности;
• наличие большого количества приложений и дополнений.

Недостатки Windows :

• высокая коммерческая цена;
• закрытый исходный код программы;
• низкий уровень защиты от вирусов;
• возможность зависания программ и замедления в работе компьютера;
• высокие требования к аппаратной части компьютера.

Альтернативой ОС Windows выступает распространяемая бесплатно ОС Linux . Автором исходного варианта ОС Linux является Линус Торвальдс (Финляндия), который опубликовал исходные коды своей системы в сети Интернет. После публикации к развитию системы подключилось большое число независимых разработчиков и пользователей. Коллективные усилия многих разработчиков превратили ОС Linux в современную, устойчивую и быстроразвивающуюся систему, которая имеет статус свободного ПО и распространяется бесплатно. ОС Linux отличается рядом преимуществ, например:

• обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным ОС;
• предоставляет пользователю исходные тексты программ;
• имеет высокое быстродействие и надежность;
• практически не подвержена вирусному заражению;
• имеет хорошую учебную документацию;
• дает возможность совершенствования существующей системы при решении конкретных задач.

Преимущества свободного ПО приводит к быстрому увеличению числа пользователей ОС Linux. В нашей стране решение об использовании свободного ПО принято на уровне правительства. В декабре 2010 года подписано распоряжение Правительства РФ о переходе государственных бюджетных организаций, а также органов федеральной исполнительной власти на свободное ПО. Переход заключается в постепенной замене имеющегося ПО с закрытым исходным кодом на свободные аналоги с целью повышения безопасности и снижения зависимости от производителя-разработчика. Данный переход планируется завершить к 2015 году.