Системное программное обеспечение: что такое, из чего состоит

ЧТО ТАКОЕ АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА? И ИЗ ЧЕГО ОНО СОСТОИТ?

Аппаратное обеспечение – это совокупность технических средств (электронных и механических устройств), обеспечивающих, как нормальное функционирование каких-либо электронных систем – компьютеров, сетей передачи данных, так и расширяющих их основные функции.

По сути дела, персональный компьютер представляет собой этакий электронный конструктор, который пользователь может собирать самостоятельно. И от того, какие элементы он будет использовать – в конечном счёте будет зависеть его мощность и функциональные возможности.

Собственно в этом и состояла основная задача его разработчиков — создать такое устройство, которое можно было бы модифицировать постепенно, по мере появления средств, а основу можно собрать с самыми минимальными затратами и сразу же приступить к работе.

Итак, из какого же «минимума» должен состоять персональный компьютер, для того, чтобы на нём можно было комфортно работать? Для того чтобы пользователь мог сразу же приступить к работе на ПК он должен иметь следующий, минимальный набор компонентов:

Системное программное обеспечение (ПО): что это

Системное программное обеспечение – это сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие между компонентами вычислительной машины, управление ими. Выполняет роль интерфейса между пользователем и аппаратурой. Нужно для организации функционирования компьютера, взаимодействия человека с ним, распределения и управления аппаратным ресурсами.

Разрабатывается, как правило, для ряда однотипных или аналогичных вычислительных систем. Это позволяет реализовать типовые функции, применяемые во многих случаях: работа с файловой системой, управление приложениями, взаимодействие с периферийными устройствами.

Состав

• Операционные системы (ОС) – сложный программный комплекс для организации доступа пользователя к аппаратуре, управления железом. Выступает посредником между устройствами, микроархитектурой ПК и прикладным ПО.
• Драйверы оборудования – библиотеки, организовывающие доступ к устройствам, управление ими, взаимодействие оборудования с приложениями и операционной системой.
• Загрузчики – микропрограмма, загружающая исполняемый код в оперативную память.
• Трансляторы – превращают исходный код в исполняемый. Иногда относятся к инструментальному ПО.
• Сервисные утилиты, командные оболочки – служебное ПО, рассчитанное на обслуживание компьютера, оптимизацию, повышение безопасности и надёжности его работы.
• Системные службы (сервисы) – автоматически выполняемые ОС приложения со специализированными функциями.
• Операционные оболочки (shell) – среда для взаимодействия пользователя с ОС, упрощения отправки ей управляющих команд посредством командной строки (CLI) либо графического интернета (GUI).

Иногда к системному ПО причисляют промежуточное – обычно обеспечивает единый программный интерфейс.

Вы знаете, что такое софт в компьютере – это программная оболочка, совокупность всех приложений, нужных для работы вычислительной машины: операционная система, драйверы, прикладное, системное, базовое ПО.

Функции СПО

• Управление аппаратурой на всех этапах работы компьютера.
• Предоставление доступа пользовательским приложениям к аппаратным ресурсам.
• Гарантия защиты, конфиденциальности и надёжности хранения информации.
• Организация доступа ко внешним ресурсам – локальным и глобальным сетям, периферийным устройствам.
• Предоставление платформы для разработки ПО.
• Проведение диагностики и тестирования комплектующих.
• Распределение доступа к памяти и процессорному времени.

Каждую функцию можно разделить на множество мелких.

Оборудование

В современных компьютерах постоянно запускается и активно функционирует большое количество ПО с самым разным функционалом. Одни занимаются арифметическими расчетами, другие строят диаграммы, рисуют или помогают оставаться на линии с собеседниками через почту.

Однако ничего не активизируется просто так. Все действует под влиянием операционной системы. Кажется, что ОС совершенно не нужна — можно ведь запускать все напрямую. Иногда этот метод тоже применяется. Так работают станки ЧПУ, крупные автоматы производств, ЭВМ, другие серьезные механизмы, когда нужно постоянно повторять один и тот же алгоритм.

Но для персонального компьютера частое повторение команды не подходит. Пользователю хочется знать, какая погода в другом городе, как включить музыку и открыть текстовый документ для редактирования. Необходимо, чтобы ОС поддерживала режим многозадачности.

Со стороны программистов типы ПО обоснованы практической значимостью. Если бы не было операционной системы, пришлось бы все функции и алгоритмы вносить в один огромный код. Затраты времени на это были бы колоссальными.

ОС берет на себя большую часть рутинных задач, давая пользователям возможность работать в режиме многозадачности. Поэтому становится возможным запускать одновременно от 2 до бесконечности редакторов или визуализаторов.

Загрузка ОС

Загрузочные файлы ОС хранятся во внешней памяти. (гибкие, жесткие, оптические диски). Однако, любые программы, как и сама ОС могут быть выполнены только в оперативной памяти. Поэтому их нужно туда загрузить.

Этапы загрузки ОС

При включении ПК первой активизируется микросхема с BIOS(BasicInput/Output System) базовая система ввода вывода. BIOS запускает программу POST, которая тестирует аппаратные средства ПК. Для установки даты и времени, а также для настройки работы железа, с помощью клавиши Del можно загрузить утилиту Setup .

После тестирования BIOS начинает поиск загрузчика ОС (Master Boot Record), обращаясь поочередно к FDD, HDD, CD-ROM.

Найдя на системном диске программу — загрузчик она загружается в оперативную память и ей передается управление работой ПК.

Программа ищет файлы ОС на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.
После окончания загрузки ОС передает управление командному процессору.

Классификация операционных систем

Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 — XP)

В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

1. Однозадачные (MS DOS).

2. Многозадачные (OS/2, Unix, Windows).

В зависимости от областей использования:

1. Системы пакетной обработки (ОС ЕС).

2. Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows).

3. Системы реального времени (RT11).

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По типу аппаратного комплекса :

Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.

В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.

Аппаратное обеспечение против программного обеспечения

Программное обеспечение описывает набор программ и процедур, выполняющих задачи на компьютере. Программное обеспечение — это упорядоченная последовательность инструкций, которые изменяют состояние аппаратного обеспечения компьютера. Существует три основных типа программного обеспечения:

• System software
• Programming software
• Application software

Когда вы думаете о компьютерных науках, вам, вероятно, приходит на ум программное обеспечение. Программное обеспечение — это то, что на самом деле кодируют разработчики. Затем эти программы устанавливаются на жесткий диск.

Аппаратное обеспечение — это все, что физически связано с компьютером. Например, монитор, принтер, мышь и жесткий диск — все это компоненты оборудования.

Аппаратное и программное обеспечение взаимодействуют друг с другом. Программное обеспечение «сообщает» оборудованию, какие задачи нужно выполнять, а оборудование позволяет их выполнять.

Примечание. Большинству компьютеров для работы требуется как минимум жесткий диск, дисплей, клавиатура, память, материнская плата, процессор, блок питания и видеокарта.

Программное обеспечение

Нравится статья? Прокрутите вниз, чтобы подписаться на нашу бесплатную новостную рассылку, выходящую два раза в месяц.

Что такое аппаратное обеспечение

Компьютеры прошли довольно большой путь, на котором его постоянно изменяли, модернизировали, улучшали. Конечно, многое изменилось в парке компьютерной техники. Однако принципиальных изменений не произошло.

По-прежнему, все действия в компьютере основаны на вычислениях, которые делаются согласно той логике, которую заложил человек при разработке аппаратного и программного обеспечения.

Аппаратное обеспечение – включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере.

По-английски hardware (произносится «хард») – аппаратные средства, технические средства.

На компьютерном жаргоне hardware означает «железо». Аппаратное обеспечение без программного обеспечения действительно представляет из себя всего лишь навсего железо.

Аппаратные средства ПК

Человеком созданы специальные технические устройства, предназначенные для кодирования, обработки, передачи и хранения информации в цифровой форме (компьютер, принтер, сканер, модем и др.). Совокупность таких устройств принято называть аппаратными средствами.

Персональный компьютер

Современный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном(notebook) или карманном (handheld) варианте.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

Аппаратное обеспечение (Hardware)— это физическая часть компьютера — то, что вы можете видеть, к чему можете прикоснуться.

Основные компоненты компьютера — внешние устройства

Клавиатура

Клавиатура служит средством ввода информации. Может подключаться к компьютеру, ноутбуку, планшету, телевизору и другим устройствам. Содержит клавиши с цифрами и буквами, может иметь дополнительные элементы управления.

Компьютерная мышь также является средством ввода информации с помощью управления графическим указателем в системе и нажатием клавиш/кнопок на самой мышке.

Монитор

Монитор является средством вывода информации, это то, с чего вы читаете данный текст, если читаете со смартфона, то средство вывода информации — дисплей. Сейчас мониторов выпускается огромное количество, все разных моделей и сделаны по различным технологиям.

Принтер

Принтер является средством вывода информации в виде печати данных на листе бумаги. Сейчас выпускаются и 3Д принтеры, которые позволяют получать информацию не в графическом виде, а в виде напечатанных объектов.

Интересно! Существуют и другие компоненты системного блока: CD/DVD привод, дисковод 3.5, но их редко используют в современных системных блоках, т.к. это уже устаревшие технологии. Чаще можно встретить — карт ридер.

В заключение

Аппаратные средства могут быть самые разные, и с каждым годом появляются все более новые и интересные. Не успели мы привыкнуть к привычным жестким дискам, как на смену им пришли более быстрые ССД. Будьте уверены, в будущем мы увидим еще множество прекрасных аппаратных средств.