Уровни программного обеспечения
Лекция № 2
Тема: Базовое и прикладное программное обеспечение
План:
1. Аппаратное обеспечение.
2. Программное обеспечение.
3. Уровни программного обеспечения.
3.1. Базовое программное обеспечение.
3.2. Системное программное обеспечение.
3.3. Служебное программное обеспечение.
3.4. Прикладное программное обеспечение.
4. Классы прикладного программного обеспечения.
4.1. Программы общего назначения
4.2. Специализированные программы.
Вычислительная техника прошла те же исторические этапы эволюции, которые прошли и все прочие технические устройства: от ручных приспособлений к механическим устройствам и далее к гибким автоматическим системам. Современный компьютер — это прибор. Его принцип действия — электронный, а назначение — автоматизация операций с данными. Гибкость автоматизации основана на том, что операции с данными выполняются по заранее заготовленным и легко сменяемым программам. Универсальность компьютеров основана на том, что любые типы данных представляются в нем с помощью универсального двоичного кодирования.
Работа компьютерной системы протекает в непрерывном взаимодействии аппаратных и программных средств. Физически аппаратные средства согласуются друг с другом с помощью механических и электрических разъемов и контактов. Логически они согласуются друг с другом с помощью программ, называемых драйверами устройств.
|
|
|
Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию. Критериями выбора аппаратного или программного решения являются производительность и эффективность.
К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию – аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ (можно собирать из готовых узлов и блоков).
Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами.
Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами – это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.
Программное обеспечение
Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.
|
|
|
Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Несмотря на то, что мы рассматриваем эти две категории отдельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь и раздельное их рассмотрение является по меньшей мере условным.
Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь — многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней.
|
|
|
Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Обратите внимание на то, что каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение.
Уровни программного обеспечения
Программная конфигурация ПК многоуровневая. Программы, предназначенные для работы с устройствами, и программы, взаимодействующие с человеком, отвечают разным требованиям. Программы низкого уровня работают с устройствами и не способны или почти не способны общаться с пользователем. Программы высокого уровня напрямую взаимодействуют с людьми. Для работы с устройствами компьютера программы высокого уровня обращаются к программам более низкого уровня.
|
|
|
Все установленное программное обеспечение можно разделить на четыре основных класса:
· базовое программное обеспечение;
· системное программное обеспечение;
· служебное программное обеспечение;
· прикладное программное обеспечение.
Базовое программное обеспечение (самый низкий уровень ПО) составляют программы базовой системы ввода-вывода BIOS (Basic Input-Output System). Их код записан в неизменной форме в одной из микросхем компьютера, называемой постоянным запоминающим устройством (ПЗУ — Read Only Memory, ROM). Сразу после включения компьютера эти программы выполняют проверку и настройку оборудования. Их прямое взаимодействие с человеком крайне ограничено и возможно только в первые несколько секунд работы компьютера.
Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ — Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией ), так и вне нее, на специальных устройствах, называемых программаторами.
Системный уровень — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.
От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств — они входят в состав программного обеспечения системного уровня.
Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.
Третий уровень программной конфигурации компьютера образуют служебные программы, или утилиты. Они предназначены для обслуживания компьютера, проверки и настройки устройств и программ, выполнения технических операций. Для выполнения нужных действий утилиты могут обращаться к программам более низких уровней. Эти программы обычно работают под управлением пользователя. Необходимость в использовании служебных программ возникает сравнительно редко.
Утилиты — набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ для расширения базового программного обеспечения компьютера. Их можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:
Ø программы диагностики работоспособности компьютера;
Ø антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и корректное восстановление или уничтожение зараженных файлов;
Ø программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дискового пространства, создание резервных копий файлов и дисков на внешних носителях и др.;
Ø программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
Ø программы обслуживания сети.
Функции служебных программ тесно связаны с возможностями операционной системы, так что многие служебные программы входят в ее состав. Однако бывают и автономные служебные программы, не привязанные к системному программному обеспечению. Они могут быть удобнее средств операционной системы по интерфейсу или могут предоставлять дополнительные функциональные возможности, которых не дают средства операционной системы.
Типичные представители класса служебных программ – это файловые менеджеры, архиваторы, средства просмотра (воспроизведения) данных, средства диагностики и контроля.
Прикладные программы образуют самый верхний уровень программного обеспечения. Здесь находятся программы, обслуживающие человека и удовлетворяющие его потребности. Создание документов (текстов, рисунков, чертежей), общение между людьми, выполнение научных расчетов, воспроизведение музыки и видео – все это и многое другое осуществляют прикладные программы. Для взаимодействия с устройствами компьютера прикладные программы всегда опираются на посредников – программы системного уровня.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 530; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!