Введение в системное программное обеспечение. Вопросы: Классификация программного обеспечения
|
Скачать 1.73 Mb.
|
|
Лекции №1-2 Классификация программного обеспечения. Введение в системное программное обеспечение. Вопросы: 1. Классификация программного обеспечения. 1.1. Прикладные программы. 1.2. Специальное программное обеспечение информационных и управляющих систем. 1.3. Системное программное обеспечение 2. Классификация системного программного обеспечения
3. Требования к системному программному обеспечению. 3.1. Необходимость использования специальных языков для создания СПО. Традиционно программное обеспечение подразделяют на два класса:
Выделим еще один класс (скорее группу) программ - специальное программное обеспечение информационных и управляющих систем. Прикладные программы предназначены для решения функциональных задач, они выполняют обработку информации различных предметных областей. Это самый многочисленный класс программных продуктов. К специальному программному обеспечению информационных и управляющих систем относятся
ПО этого класса часто оказывается скрытым в составе драйверов оборудования или поставляется в виде библиотек функционального расширения языков программирования. Поэтому часто такие ПО относят к системному программному обеспечению. Мы будем считать ПО такого типа отдельным классом и в курсе “СПО” рассматривать не будем. Система управления базами данных (СУБД) - это сложная программная система накопления и последующего манипулирования данными. Каждая СУБД предоставляет интерфейс с базой данных и может располагать средствами непосредственного доступа к последней ее пользователей. С помощью языка описания данных создаются описания элементом и записей данных, а также взаимосвязей между ними. Для выполнения операция с базой данных (например, выборка или обновление) в прикладных программах используется язык манипулирования данными. Фактическая структура физического хранения данных известна только СУБД. Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя. Системное программное обеспечение предназначено для:
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. Классификация системного программного обеспечения В СПО традиционно включают
Управляющие системные программы организуют корректное функционирование всех устройств системы. Основные системные функции управляющих программ -
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. Обрабатывающие системные программы выполняются как специальные прикладные задачи, или приложения. Эти программы поставляются чаще в виде дистрибутивных пакетов, включающих ПО Замечание. В пакеты системных программ помимо основных программ, допускающих реконфигурацию, входят специальные настроечные программы, называемые программами инсталляции. МЫ будем создавать и такие программы. Другая классификация Часто Системное ПО компьютера подразделяют на БАЗОВОЕ и СЕРВИСНОЕ программное обеспечение. БАЗОВОЕ программное обеспечение (base software) - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. К базовому программному обеспечению компьютера относятся
Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействием между собой и пользователем. Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Операционная система, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, с другой стороны, предназначена для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Системы управления файлами предназначены для организации более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов система управления файлами позволяет использовать логический доступ с указанием имени файла. Любая система управления файлами не существует сама по себе - она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой. То есть можно было бы систему управления файлами отнести к ОС. Но в связи с тем, что
системы управления файлами выделяются в отдельную группу системных программ. Заметим, что часто в специальной литературе системы управления файлами относят все-таки к операционным системам. СЕРВИСНОЕ программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя. Это набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:
Эти программы часто называются утилитами. (Заметим, что к антивирусным средствам этот термин обычно не применяется) Утилиты - программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.). Наибольшее распространение сегодня имеют комплекты утилит: Norton Utilities - фирма Symantec; Checkit PRO Deliuxe 2.0 - фирма Touch Stone; PC Tools for Windows 2.0; программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95. Отдельно вспомним о такой группе системного ПО как системы программирования. Это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальны средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ. Система программирования включает следующие программные компоненты:
Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС. Например, одна из популярных систем программирования на языке С/С++ от фирмы Watcom для OS/2 позволяет получать программы и для самой OS/2, и для DOS, и для Windows. Редактор текста - это программа для ввода и модификации текста. Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу. Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля (У интерпретаторов два основных недостатка. Первый - низкая скорость работы интерпретируемых программ.) Преимущество интерпретатора перед компилятором состоит в том, что программа пользователя имеет одно представление - в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений - в виде текста и в виде выполняемого файла. Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттраслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен. Отладчик позволяет управлять процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:
Загрузчик - системная обрабатывающая программа, объединяющая основные функции редактора связей и программы выборки в одном пункте задания. Загрузчик помещает находящиеся в его входном наборе данных объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы. Средства сетевого доступа обеспечивают обработку, передачу и хранение данных в сети. Заметим, что чаще говорят о сетевых операционных системах, которые предоставляют пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.) Ключом к использованию этих ресурсов является сервер, специальная программа на компьютере, подключенному к сети, которая принимает запросы (или команды) и посылает ответы автоматически. Программы, предназначенные для подачи запросов серверу, называются программами-клиентами. Сервер предназначен для их обслуживания. Клиент посылает запросы пользователя на сервер, используя стандартизированный формат, называемый протоколом. Ответ сервера содержит информацию, представленную в виде файла, содержащего данные того или иного формата. Постоянно ведется разработка все новых программ-клиентов, предлагающих более удобные способы взаимодействия с сервером. Пример. Приложения Netscape Navigator , Internet Explorer - программы- клиенты. Таким образом, в системном ПО мы выделили пять групп системных программ:
! Обратим внимание на то, что в ходе развития компьютерных систем наиболее используемые прикладные программы могут быть перенесены на уровень системных, что позволяет использовать их в различных приложениях. Например, средства управления диалоговым взаимодействием с пользователем в системных оболочках (типа Windows). С другой стороны, наиболее распространенные и критические по времени системные функции были частично или полностью реализованы аппаратно. Например, средства управления многопрограммным защищенным режимом и средства управления мультимедиа-устройствами в процессорах фирмы Intel. Требования к системному программному обеспечению Системные программы должны удовлетворять следующим требованиям:
Функциональные требования называются спецификациями
Эффективность системных программ зависит от времени их создания и надежности исполняемого кода. Требование эффективности системных программ вызывает необходимость использования специальных языков
К типам данных этих языков отнесены указатели на данные различных типов или адреса данных и программных объектов. Работа с большинством пакетов для разработки системного программного обеспечения предполагает знание и использование ассемблера для создания модулей и ассемблерных вставок. Использованная литература
Лекция №3 Системы управления файлами. Структура магнитного диска. Дисковые утилиты. Вопросы:
Напомним, что одной из групп системного программного обеспечения являются системы управления файлами. К рассмотрению данной группы ПО мы и приступим. Данные на диске хранятся в виде файлов. Файл - это именованная часть диска. Для управления файлами предназначены системы управления файлами. Возможность иметь дело с данными, хранящимися в файлах, на логическом уровне предоставляет файловая система. Именно файловая система определяет способ организации данных на каком-либо носителе данных. Таким образом, файловая система - это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управлением ресурсами, которые используются файлами. Система управления файлами является основной подсистемой в абсолютном большинстве современных ОС. С помощью системы управления файлами
В некоторых ОС может быть несколько систем управления файлами, что обеспечивает им возможность работать с несколькими файловыми системами. Постараемся различать файловую систему и систему управления файлами. Термин “файловая система” определяет принципы доступа к данным, организованным в файлы. Термин “система управления файлами” относится к конкретной реализации файловой системы, т.е. это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной ОС. Итак, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами. Эта система УФ будет работать только в той ОС, для которой она создана. Например, всем известная файловая система FAT имеет множество реализаций как система управления файлами. Так, система, разработанная для первых ПК, называется FAT12 (раньше просто FAT). Затем ее усовершенствовали для работы с жесткими дисками большего объема, эта реализация называется FAT16. Так называется и система управления файлами ОС MS-DOS. Реализация с-мы управления файлами для OS/2 (основанной на принципах FAT) называется super-FAT (предоставляет возможность поддерживать для каждого файла расширенные атрибуты). Существуют системы управления файлами, организованными в соответствии с принципами FAT, и для Windows 95/98, Windows NT и т.д. Мы будем изучать следующие файловые системы: FAT, VFAT, FAT32, HPFS, NTFS. Но прежде необходимо рассмотреть специальные системные соглашения о структуре магнитного диска. Структура магнитного диска Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками, которые называются секторами. Секторы расположены на дорожках диска (концентрические окружности). Современный НЖМД содержит два или три диска. Группа дорожек одного радиуса образует цилиндр. Современные жесткие диски могут иметь несколько десятков тысяч цилиндров, на поверхности дискеты всего 80 цилиндров (дорожек). Каждый сектор состоит из поля данных и поля служебной информации, ограничивающей и идентифицирующей его. РЕФЕРАТ - ДОКЛАД В большинстве ОС размер сектора выбирается равным 512 байт. Физический адрес сектора на диске определяется триадой [c-h-s], где c - номер цилиндра (cylinder), h - номер рабочей поверхности диска (магнитной головки, head), s - номер сектора на дорожке (sector). В самом первом секторе на винчестере (по физическому адресу [0-0-1]) располагается главный загрузочный сектор. В главном загрузочном секторе содержится главная загрузочная запись винчестера - Master Boot Record (MBR). Формирование главной загрузочной записи происходит во время первоначальной установки компьютера и разделения его жесткого диска на разделы (логические диски). ! MBR обычно не зависит от ОС (на платформе Intel она используется для запуска любой из ОС). Главная загрузочная запись - MBR - состоит из
non-system bootstrap)
Главный загрузочный сектор заканчивается специальной сигнатурой АА55h (2 байта). По наличию этой сигнатуры BIOS проверяет, что первый сектор был загружен успешно. Сигнатура выбрана не случайно. Ее успешная проверка позволяет установить, что все линии передачи данных могут передавать и нули, и единицы. Программа начальной загрузки предназначена для анализа (сканирования) таблицы разделов, выбора активного (Bootable) раздела, считывания в ОП загрузочной записи активного раздела (Boot Record) и передачи ему управления. 446 байт. Жесткий диск может быть разбит на несколько разделов, которые в принципе затем могут использоваться либо одной, либо различными ОС. !Итак. На каждом разделе может быть организована своя файловая система. Разделы диска могут быть двух типов:
На диске обязательно должен быть по крайней мере один первичный раздел. Максимальное число первичных разделов равно 4. Если их несколько, то только один может быть активным. (Остальные для систем, использующих спецификации DOS, являются невидимыми.) На одном жестком диске может быть только один расширенный раздел, который, в свою очередь, может быть разделен на большое количество подразделов - логических дисков. Таким образом, расширенный раздел предназначен для увеличения количества разделов (>4, позволенных форматом MBR). ! Расширенный раздел не может быть активным. Схема разделения жесткого диска на разделы (FAT)  
     
         
В MS-DOS в первичном разделе может быть сформирован только один логический диск, а в расширенном - любое их количество. Расширенный раздел DOS содержит вторичную запись MBR (secondary MBR, SMBR), в состав которой вместо таблицы разделов (остальные нули!) входит аналогичная таблица логического диска (LDT, logical disk table). Таблица LDT содержит 2 элемента (вместо 4). Первый описывает размещение и характеристики раздела (код 1 или 4), содержащего единственный логический диск, второй - указывает на следующую запись SMBR или содержит 0 в поле кода - означает последний логический диск. Т.е. перед каждым логическим диском расположена SMBR. Таким образом, если в расширенном разделе DOS создано К логических дисков, то он содержит К экземпляров SMBR, связанных в список. Каждый элемент этого списка описывает соответствующий логический диск и ссылается на следующий элемент списка. В DiskEdit посмотреть SMBR - указать физический адрес, взятый из Partiton Table. Формат тот же, поэтому по смещ 1BEh располагается LDT. Можно просмотреть в форматном просмотре as Partition Table и найти физический адрес следующего. ! для DOS - в первичном разделе может быть создан один логический диск, в расширенном - несколько. ! Итак, расширенный раздел отличается от первичного еще и тем, что перед ним расположен сектор, содержащий таблицу LDT. Таблица разделов содержит сведения о положении и характеристиках имеющихся на винчестере разделов. Она располагается в MBR по смещению Оx1ВЕ и занимает 64 байта. Для описания каждого раздела отводится по 16 байт (16 * 4 = 64). Рассмотрим формат элемента таблицы разделов.
*** Относительный номер 0 соответствует [0-0-1]. При увеличении относительного номера сектора вначале увеличивается № сектора, затем № головки, затем № дорожки Þ относительный номер сектора можно вычислить по формуле Rsec = (Cyl*Sect*Head) + (Head*Sect) + (Sect-1) , где Sect - №сектора на дорожке, Cyl - №дорожки, Head - № головки. Процесс загрузки ОС (кратко) Сразу после того, как включается питание компьютера, начинает работать процедура проверки POST (Power On Self Test). В ходе проверки определяется конфигурация компьютера, проверяется работоспособность основных подсистем. Процедура POST записана в микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), расположенного на системной плате компьютера. Часто ее называют системным загрузчиком. Процедура начальной загрузки вызывается как программной прерывание (BIOS INT 19h). Затем из CMOS-памяти считываются значения текущей даты и времени, конфигурация дисковой подсистемы. Затем процедура определяет первое готовое устройство из списка разрешенных и доступных (гибкий или жесткий диск, CD-ROM, сетевой адаптер или другое устройство) и пытается загрузить с него в ОП главную программу загрузчик. Необходимо заметить, что почти все современные системные платы и версии программы Setup позволяют изменить порядок загрузки компьютера. Для жесткого диска - это программа-загрузчик из MBR. Повторим, что она анализирует таблицу разбиения диска, выбирает активный (Bootable) раздел и считывает загрузочную запись активного раздела (Boot Record). Эта (system bootstrap) загрузочная запись продолжает загрузку операционной системы. Она заключается просто в считывании с диска необходимых файлов операционной системы и передачи им управления. Заметим, что в случае загрузки с гибкого диска - программа-загрузчик, записанная в загрузочном секторе дискеты, аналогична загрузочной записи активного раздела. Таким образом, при загрузке с дискеты опускается этап анализа таблицы разбиения и поиска активного раздела. Для ОС DOS считываютcя и загружаются в оперативную память файлы IO.SYS и MSDOS.SYS. Оба эти файла являются скрытыми системными файлами. Для операционных систем, совместимых с MS-DOS, эти имена могут отличаться. Например, в ОС IBM PC-DOS загружаются файлы IBMIO.COM и IBMSYS.COM. Для упрощения работы этой программы оба файла размещаются в определенных постоянных местах на дискете. Это избавляет программу загрузки от необходимости искать их в справочнике дискеты. ! Системная дискета отличается от обычной тем, что на ней в определенных местах находятся два системных файла IO.SYS и MSDOS.SYS. Важно помнить, что тем не менее загрузочная запись присутствует даже на несистемной дискете. Затем считывается файл конфигурации CONFIG.SYS, если он есть. Анализируется его содержимое и загружаются указанные в нем драйверы. После этого с дискеты считывается командный процессор COMMAND.COM и управление передается ему. Командный процессор завершает загрузку операционной системы и выполняет команды, записанные в файле AUTOEXEC.BAT. После выполнения команд файла AUTOEXEC.BAT командный процессор ожидает ввода команд пользователя. Наличие файлов CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT не обязательно. Утилиты Утилиты, позволяющие разбить диск на разделы, обычно называются FDISK (form или fixed disk) фирмы Microsoft. Хотя есть и другие утилиты. Например, ADM фирмы MITAC. РЕФЕРАТ- ДОКЛАД FDISK для MS-DOS позволяет сделать только один первичный раздел и один расширенный раздел. Расширенный раздел предлагается разделить на несколько логических дисков. FDISK для OS/2 позволяет создавать несколько первичных разделов, причем их можно выделять даже с конца свободного дискового пространства (это удобно, например, если надо исключить из работы некоторый диапазон из-за дефектов) Утилиты для просмотра и редактирования разделов диска. Одной из самых известных и до сих пор достаточно часто используемых утилит является Disk Editor. Предназначена для просмотра и редактирования содержимого любой области диска. С ее помощью можно просмотреть и отредактировать любую системную область диска (и таблицу разделов, и другие структуры). В последнее время появилось большое количество утилит, использующих графический интерфейс для представления разбиения диска на разделы. Одной из самых известных и мощных программ для работы с разделами жесткого диска является |
Похожие:
 |
Техническое задание на разработку программного обеспечения, используемого... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия народного хозяйства |
|
Инструкция по установке программного обеспечения ас «Поликлиника» «Поликлиника» поставляется в виде исполняемых модулей и дополнительного программного обеспечения сторонних производителей на компакт-диске.... |
|
Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные... |
 |
Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные... |
|
Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные... |
|
Инструкция программное обеспечение для лазерного гравера Qualitech rdca 0 Система управления лазерным гравером включает в себя материнскую плату, lcd дисплей и программное обеспечение. Данная инструкция... |
|
Техническое задание Предмет закупки: продление лицензий Программное обеспечение для защиты рабочих мест пользователей от вредоносного программного обеспечения |
|
1. Коммерческие условия поставки программного обеспечения Программное обеспечение Adobe, графические и видео редакторы, издательские системы, средства web-разработки 7 |
|
1. Коммерческие условия поставки программного обеспечения Программное обеспечение Adobe, графические и видео редакторы, издательские системы, средства web-разработки 6 |
|
Лекция 1 Молчанов А. Ю. Системное программное обеспечение. Лабораторный практикум: – спб.: Питер, 2005. – 284 с |
|
Вопросы для подготовки к экзамену по профессиональному модулю пм.... Дисциплины: мдк. 09. 01 Установка и настройка системного программного обеспечения компьютерных систем и комплексов |
|
2 2 Ключевые вопросы сопровождения программного обеспечения 152 Программная инженерия и сущность инженерного подхода к созданию программного обеспечения 9 |
|
Задачах программирования лабораторный практикум по дисциплине «Системное... Методические указания предназначены для подготовки дипломированных специалистов направления 230100 «Информатика и вычислительная... |
|
Порядок действий при утрате/повреждении ключа шифрования программного обеспечения ViPNet Client Рением «. dst») программного обеспечения ViPNet Client производится в случае утраты ключевого носителя с записанным ключом шифрования... |
|
Методические рекомендации по выполнению внеаудиторной самостоятельной... ПМ. 01 Разработка программных модулей программного обеспечения для компьютерных систем |
|
Расчетов за услуги связи «Fastcom» версия 12 Руководство системного... Бпо – Базовое программное обеспечение программное обеспечение фирмы oracle, необходимое для функционирования ппо |