Функциональные уровни в составе СПО

• Базовая система ввода-вывода (BIOS) – часть СПО, реализованная в виде микропрограмм (аппаратно прошитый набор программ ПЗУ), является самым нижним уровнем СПО; основная задача – обеспечение доступа ОС к аппаратуре КС;

• драйверы устройств – программы, с помощью которых операционная система получает доступ к аппаратному обеспечению периферийных устройств КС; обычно загружаются в ОЗУ при запуске компьютера; основная задача – осуществление контроля над конкретными устройствами;

• операционная система (ОС) – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые обеспечивают интерфейс между устройствами КС и ППО и ИПО, предназначены для управления устройствами и вычислительными процессами, для эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и для организации надежных вычислений (основные задачи ОС).

ОС первой загружается в ОЗУ при включении компьютера. Работа с оборудованием в любой ОС связана с использованием BIOS и драйверов устройств. Основная функция ОС – посредническая, заключающаяся в обеспечении следующих видов интерфейса (связи): интерфейс пользователя – связь между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера; аппаратно-программный интерфейс – связь между программным и аппаратным обеспечением; программный интерфейс – связь между разными видами программного обеспечения;

• оболочка ОС (операционная оболочка) – программная надстройка над ОС, представляющая собой интерпретатор команд ОС, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями ОС; различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с пользователем: текстовый и графический;

• сервисные программы (утилиты) – программы и программные комплексы, не входящие в состав конкретной ОС, расширяющие возможности базового ПО (ОС, оболочки ОС) и организующие более удобную среду работы пользователя (антивирусные программы, программы архивирования данных и т.д.).

Часто утилиты входят в состав ОС как дополнительные модули.

Инструментальное ПО.

ИПО – ПО, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. ИПО включает в себя системы программирования – программы, предназначенные для разработки ПО (трансляторы, компоновщики).

Прикладное ПО.

ППО – программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем. ППО ориентировано на конкретную ОС и не зависит от оборудования, так как работа с ним осуществляется через СПО. К ППО относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями для задания компьютеру конкретной задачи.

Операционная система

Операционные системы(ОС) относятся к одной из основных групп ПО – СПО и представляют собой комплекс системных и служебных программных средств.

Основное назначение ОС – управление ресурсами компьютерной системы (КС), которыми являются любые из компонентов КС и предоставляемые ими возможности. К основным ресурсам относятся процессоры, память, внешние устройства, данные и программы.

ОСосуществляет функции: управление всеми ресурсами КС и предоставление пользователю (прикладным программистам и прикладным программам) абстрактного набора ресурсов взамен неупорядоченного набора аппаратного обеспечения. ОС обеспечивает интерфейс пользователя (интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера); аппаратно-программный интерфейс (интерфейс между программным и аппаратным обеспечением); программный интерфейс (интерфейс между разными видами программного обеспечения).

Файл – объект файловой системы.

В качестве единицы хранения данных на внешнем физическом носителе (ВЗУ) принят объект переменной длины, называемый файлом, который является поименованной областью памяти на этом носителе и представляет собой последовательность произвольного числа байтов, обладающую уникальным собственным именем. В отдельном файле хранятся данные, относящиеся к одному типу, который определяет тип файла.

Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы, которая чаще является функциональной частью ОС и определяет способ организации, хранения, именования данных, размещенных на внешних носителях, а также способ управления этими данными.

В ОС, как правило, имя файла составляется из двух частей, разделенных точкой: слева от точки – само имя файла, после точки – часть имени, называемая расширением файла (prog.c). Обычно в именах файлов употребляются латинские буквы и цифры. В большинстве ОС максимальная длина расширения – 3 символа. Имя файла может и не иметь расширения. В ОС Windows в именах файлов допускается использование русских букв; максимальная длина имени – 255 символов. Расширение файла указывает, какого рода информация хранится в файле и, как правило, определяет программу обработки этого файла. Например, расширение txt обычно обозначает текстовый файл (содержит текст); расширение zip – архивный файл (содержит сжатую информацию), c – текст программы на языке Cи. Исполняемые файлы, содержащие компьютерные программы, имеют расширения ехе или com. Инициализация программы происходит путем записи ее в оперативную память и перехода работы процессора к ее исполнению.

Логический диск и каталоги.

Логический диск – искусственно созданный программными средствами раздел жесткого диска, которому присваивается собственное имя (D, E и т.д.) и обращение к которому производится как к реально существующему отдельному накопителю.

Каталог – объект файловой системы, который представляет собой поименованную совокупность байтов на внешнем физическом носителе, содержащую информацию о каталогах и файлах, привязанных к данному каталогу.

Корневой каталог – каталог, прямо или косвенно включающий в себя все прочие каталоги и файлы файловой системы (как правило, в Windows обозначается символом обратный слеш «\»).

Родительским каталогом называется каталог, в котором находится текущий каталог, являющийся для родительского подкаталогом; обозначается двумя точками «..». Подкаталог – каталог, который входит в другой каталог.

Текущий (активный) каталог – каталог, с которым работает ОС, если ей не указать другого каталога; обозначается точкой «.».

Пассивный каталог – каталог, с которым в данный момент времени не имеется связи.

Файл всегда привязан к какому-либо каталогу (в том числе, и к корневому каталогу).

Файловая система не допускает одинаковых названий (идентификаторов) логических дисков, каталогов и файлов внутри одного каталога. Каталог расширения не имеет.

Свободное дисковое пространство, где хранятся каталоги, называется областью данных.

Организация файловой структуры ОС и доступ к файлу.

Одним из элементов файловой системы, наряду с комплексом программных средств, реализующих управление файлами, является файловая структура, которая представляет собой совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Различные ОС могут поддерживать разные организации файловых структур, например, многоуровневую.

Многоуровневая файловая структура – это древовидный (иерархический) способ организации файлов на диске. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы; файлы группируются в каталоги(папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги.

Доступ к файлу – это процедура установления связи с памятью и размещенным в ней файлом для записи и чтения данных. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов, через которые проходит; это цепочка соподчиненных каталогов, которую необходимо пройти по иерархической структуре к каталогу, где находится искомый файл. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается имя файла вместе с путем доступа к нему.

Дерево каталогов.

Многоуровневая файловая система основана на дереве каталогов, которое строится для каждого диска. Каталог, расположенный в вершине дерева, называется корневым каталогом.

 

 

n:\ – корневой каталог включает файлы file1 – file3 и подкаталог DIR1

file1 – файл

file2

DIR1 – подкаталог каталога d: включает файл file4 и подкаталог DIR2

file3 DIR2 – подкаталог каталога DIR1 включает файлы file5 и file6

file4 file5

file6.com

 

В текущем каталоге по умолчанию проводятся все операции над файлами. Процесс изменения текущего каталога называется обходом дерева каталогов.

Полный путь файла file6.com, чтобы он был запущен на выполнение, следующий:

n:\DIR1\DIR2\file6.com

Группы файлов.

• Исполняемые файлы являются программами, могут иметь расширения: .exe, .com – выполняемые программы; .bat – командные файлы; .sys – системные файлы; .drv – драйверы.

• Файлы данных содержат пользовательскую информацию, могут иметь расширения: .dat – данные; .txt – текстовые файлы; .dbf – файлы баз данных; .pas, .c, .asm – тексты программ на языках PASCAL, Си, ASSEMBLER соответственно; .bak – копия файла данных.

• Каталоги (директории или папки) – специальные файлы, которые содержат в себе списки других каталогов и файлов, расширения не имеют.