Операційні системи

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення (програмні засоби) (ПЗ; англ. software) — сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.
 Розрізняють:

• системне програмне забезпечення (зокрема, операційна система, транслятори, редактори, графічний інтерфейс користувача); 
• прикладне програмне забезпечення, що використовується для виконання конкретних завдань, наприклад, статистичне програмне забезпечення;
•  інструментальне програмне забезпечення (комп'ютерні програми, призначені для проектування, розробки, адміністрування і супроводження системного та прикладного програмного забезпечення).

Системне програмне забезпечення призначено для обслуговування власних потреб комп'ютера — забезпечення його працездатності і виконання його внутрішніх функцій, а також для створення передумов для виконання прикладного програмного забезпечення. Типовим прикладом системного програмного забезпечення є операційна система.
Інструментальне програмне забезпечення це засоби для автоматизації процесу розробки нових програм і їх супроводу за допомогою мови програмування.
Прикладне програмне забезпечення, призначено для розв'язання задач користувача. Наприклад: редактори тексту, електронні таблиці, бази даних тощо.
Програмне забезпечення можна розділити на корисне і шкідливе. Корисне програмне забезпечення створюється для виконання завдань, що відповідають побажанням користувача комп'ютера. Основна мета шкідливого програмного забезпечення — виконувати операції, які є небажаними для користувача, часто із завдаванням прихованої чи явної шкоди. Прикладом шкідливого програмного забезпечення є комп'ютерні віруси.

Призначення й принцип роботи ОС

Операційна система (ОС) – це сукупність програмних засобів, що забезпечують керування пристроями комп'ютера й взаємодію додатків, як між собою, так і між пристроями й користувачами. ОС можна назвати програмним продовженням пристрою комп'ютера. Вона приховує від користувача складні подробиці взаємодії з апаратними засобами, утворюючи «прошарок» (інтерфейс) між ними. У результаті цього люди звільняються від дуже трудомісткої роботи з організації взаємодії із пристроями комп'ютера.

ОС утворює автономне середовище, що не залежить від жодної з мов програмування й у той же час сумісне з кожним з них. Будь-яка ж прикладна програма пов'язана з ОС і може експлуатуватися тільки на тих комп'ютерах, де є аналогічне системне середовище. Прикладні програмні засоби, розроблені в середовищі однієї ОС, не можуть бути використані для роботи в середовищі іншої ОС, якщо немає спеціального комплексу програм (конвертера, перетворювача), що дозволяє це зробити.

Типи користувальницьких інтерфейсів

Інтерфейс користувача – це комплекс програмних засобів, що забезпечує взаємодію користувача з обчислювальною системою. Інтерфейси відрізняються за способом доступу до командних файлів програм:

•    командний – у вигляді рядка. Для керування комп'ютером у командний рядок уводиться із клавіатури команда, наприклад, ім'я файлу програми, що виконується, або спеціально зарезервовані службові слова. Даний тип інтерфейсу в якості основного мають всі різновиди ОС, наприклад MS-DOS, UNIX. Як додатковий засіб даний тип інтерфейсу мають всі види програмних оболонок (Norton Commander, DOS Navigator і ін.) і Windows;

•    графічний повноекранний інтерфейс. Він має, як правило, у верхній частині екрана систему меню з підказками. Меню часто буває що випадає (спадаючим). Даний інтерфейс є основним для всіх видів програмних оболонок - Norton Commander, DOS Navigator, Windows Commander;

•    графічний багатовіконний інтерфейс. Являє собою робочий стіл, на якому перебувають піктограми (значки або іконки програм). Всі операції виконуються, як правило, за допомогою миші. Покажчик миші підводять до значка програми і її запуск здійснюють клацанням лівої кнопки миші по значку. Цей тип інтерфейсу реалізований в MacOS, Windows, OS/2.

Функції ОС

При включенні комп'ютера ОС автоматично завантажується з жорсткого диска в оперативну пам'ять і займає в ній певне місце. Цей процес називається завантаженням ОС. Візуально для користувача спілкування з комп'ютером - це спілкування з інтерфейсом ОС, що виступає в ролі посередника між користувачем, програмами й пристроями комп'ютера, коректує їхні дії й розподіляє ресурси.

У функції ОС входить:

•     «діалог» з користувачем;

•     уведення-вивід і керування даними;

•     планування й організація процесу обробки програм;

•     розподіл ресурсів (оперативної пам'яті, процесора, зовнішніх пристроїв);

•     запуск програм на виконання;

•     усілякі допоміжні операції обслуговування;

•     передача інформації між різними внутрішніми пристроями;

•     програмна підтримка роботи периферійних пристроїв (дисплея, клавіатури, дискових накопичувачів, принтера й ін.).

Складові частини й функції

У складі ОС можна виділити наступні частини:

·      базовий модуль (ядро). Управляє файловою системою, забезпечує доступ до неї й обмін файлами між периферійними пристроями. До основних функцій ядра операційної системи ставляться:

•     ініціалізація системи (завантаження ядра в оперативну пам'ять і його запуск);

•     керування процесами (створення, завершення й відстеження існуючих процесів);

•     керування пам'яттю (відображення віртуальної пам'яті процесів у фізичну оперативну пам'ять комп'ютера, що має обмежені розміри);

•     керування файлами (створення моделі файлової системи - ієрархії каталогів і файлів);

•     комунікаційні засоби (обмін даними між процесами, виконуваними усередині одного комп'ютера, у різних вузлах локальної або глобальної мережі передачі даних);

•     програмний інтерфейс (доступ до можливостей ядра з боку користувальницьких процесів)

·      командний процесор. Розшифровує й виконує будь-які дії або команди користувача, що надходять у систему;

·      драйвери периферійних пристроїв. Забезпечують погодженість роботи периферійних пристроїв з ОС. Драйвер - це програма, що забезпечує взаємодію ОС із пристроєм ПК або периферійним пристроєм. У функції драйвера входить обробка переривань пристрою, керування чергою запитів до нього, перетворення запитів у команди керування пристроєм;

·      додаткові сервісні програми (утиліти). Служать для виконання допоміжних операцій обробки даних або обслуговування комп'ютерів (діагностики й тестування апаратних і програмних засобів, оптимізації використання дискового простору, відновлення зруйнованої на магнітному диску інформації й т.п.).

Класифікація ОС

Існуючі ОС можуть різнитися особливостями керування основними ресурсами комп'ютера (процесорами, пам'яттю, пристроями), типами апаратних платформ і рядом інших компонентів.

ОС діляться:

За кількістю одночасно виконуваних завдань операційні системи можуть бути розділені на два класи:

•     однозадачні;

•     багатозадачні.

Однозадачні ОС включають засоби керування периферійними пристроями, файлами, а також засобу спілкування з користувачем. Багатозадачні  ОС, крім перерахованих вище функцій, управляють поділом спільно використовуваних ресурсів, таких як процесор, оперативна пам'ять, файли й зовнішні пристрої.

Серед безлічі існуючих варіантів реалізації многозадачности можна виділити дві групи алгоритмів: що не витісняє й витісняє багатозадачність. При що витісняє багатозадачності планування процесів зосереджене в ОС, а при що не витісняє багатозадачності - розподілене між ОС і прикладними програмами (додатками). При що не витісняє багатозадачності активний процес виконується доти, поки він сам не віддасть керування ОС для того, щоб та вибрала із черги інший готовий до виконання процес.

За кількістю одночасно працюючих користувачів ОС діляться на:

•     однокористувальницькі;

•     багатокористувальницькі.

Головною відмінністю багатокористувальницьких систем від однокористувальницьких є наявність засобів захисту інформації кожного користувача від несанкціонованого доступу інших користувачів.

Найважливішим поділюваним ресурсом є процесорний час. Спосіб розподілу процесорного часу між декількома одночасно існуючими в системі процесами (або нитками) багато в чому визначає специфіку ОС. Багатопроцесорна ОС розділяє процесорний час не між завданнями, а між їхніми окремими процесами (нитками).

Іншою важливою властивістю ОС є відсутність або наявність у ній засобів підтримки багатопроцесорної обробки – мультипроцесування.

Орієнтація на апаратні засоби:

На властивості ОС безпосередній вплив роблять апаратні засоби, на які вона орієнтована. По типі апаратури розрізняють ОС персональних комп'ютерів, міні-комп'ютерів, мэйнфреймов (великих  ЕОМ), кластерів, локальних обчислювальних мереж і мобільних пристроїв.

Операційна система Windows

У нашій країні ця ОС одержала найбільше поширення. Ми вивчаємо Windows XP, що також є сімейством:

•    Windows XP Home Edition орієнтована на користувачів домашніх ПК, її відрізняє зовнішнє оформлення, що спрощує й робить більше ефективним виконання щоденних завдань. Для користувачів стали доступні вдосконалені можливості роботи із цифровими зображеннями й музичними записами як при роботі на локальному ПК, так і при обміні ними через Інтернет;

•    призначена для корпоративних користувачів ОС Windows XP Professional забезпечує високий рівень масштабованості й надійності. При цьому серед її відмінних рис можна виділити більш високий рівень безпеки, включаючи можливість шифрування файлів і папок з метою захисту корпоративної інформації, підтримку мобільних пристроїв для автономної роботи й підключення до комп'ютерів у віддаленому режимі. Убудована підтримка високопродуктивних багатопроцесорних систем, можливість роботи із серверами Microsoft Windows Server будуть необхідні для рішення завдань бізнесу;

•    64-розрядна Windows XP 64-Bit Edition створена для сімейства 64-розрядних процесорів Intel Itanium. Вона забезпечує підтримку додаткової пам'яті, збільшує швидкість операцій уведення-виводу, розширює можливості для обчислень змінних із плаваючою крапкою. Це досить потужна платформа для технічних і аналітичних розробок, а також проведення фінансового й статистичного аналізу.