Что такое техническое и программное обеспечение ЭВМ?

Аппаратное или техническое обеспечение (англ. hardware) – это оборудование, то есть процессоры, память, мониторы, дисковые устройства, накопители на магнитных лентах, сетевая коммуникационная аппаратура, принтеры и т. д., объединенные магистральным соединением (шиной).

В программном обеспечении (ПО) ВС выделяют две части – системное и прикладное.

Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом.

Прикладное ПО – это набор программ, которые напрямую решают проблемы пользователя, предназначены для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитаны на непосредственное взаимодействие с пользователем.

В чем отличие системного и прикладного программного обеспечения?

Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом. Большинство из них отвечают непосредственно за контроль и объединение в единое целое различных компонентов аппаратного оборудования ВС, обеспечение работы компьютера самого по себе и выполнение различных прикладных программ.

Системное ПО противопоставляется прикладному ПО, которое напрямую решает проблемы пользователя и предназначено для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитано на непосредственное взаимодействие с пользователем. К прикладному ПО, как правило, относят разнообразные вспомогательные программы (игры, текстовые процессоры и т. п.)

Следует отметить, что деление на прикладное и системное ПО является отчасти условным и зависит от того, кто осуществляет такое деление.

 

 

Какие основные цели преследуют разработчики ОС?

· Главными целями разработчиков операционных систем являются следующие:

· Эффективное использование всех компьютерных ресурсов.

· Повышение производительности труда программистов.

· Простота, гибкость, эффективность и надежность организации вычислительного процесса.

· Обеспечение независимости прикладного ПО от аппаратного ПО.

5. Какие определения операционной системы вам известны?

1. Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом.

2. ОС– базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Кроме различных определений ОС, два из которых приведены выше, пользователи выделяют ряд различных «точек зрения» на ОС:

· ОС как виртуальная машина;

· ОС как система управления ресурсами;

· ОС как защитник пользователей и программ;

· ОС как постоянно функционирующее ядро.

Что понимают под ОС как виртуальной машиной?

Использование архитектуры персонального компьютера на уровне машинных команд является крайне неудобным для применения прикладных программ. В связи с этим необходимо обеспечить интерфейс между пользователем и компьютером, скрывая лишние подробности за счет использования относительно простых и высокоуровневых абстракций.

Например, представлять информационное пространство диска как набор файлов, которые можно открывать для чтения или записи, использовать для получения или сброса информации, а затем закрывать, создавать иллюзию неограниченного размера операционной памяти, числа процессоров и прочее. Обеспечением такого высокоуровневого абстрагирования занимается ОС, что позволяет представлять ее пользователю в виде виртуальной машины, с которой проще иметь дело, чем непосредственно с оборудованием компьютера.

Что понимают под ОС как системой управления ресурсами?

В случае, если несколько программ, работающих на одном компьютере, будут пытаться одновременно осуществлять вывод на принтер, то можно получить «мешанину» строчек и страниц. ОС должна предотвращать такого рода хаос за счет буферизации подобной информации и организации очереди на печать. Не менее актуальная проблема – проблема управления ресурсами для многопользовательских компьютеров.

Таким образом, ОС как менеджер ресурсов осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.

Что понимают под ОС как «защитника» пользователей и программ?

Если в вычислительной системе требуется обеспечение совместной работы нескольких пользователей, то возникает проблема организации их безопасной деятельности. Так, необходимо обеспечить:

· сохранность информации на диске, защиту от повреждения или

· удаления файлов;

· разрешение программам одних пользователей произвольно вмешиваться в работу программ других пользователей;

· пресечение попыток несанкционированного использования вычислительной системы.

Эти задачи, как правило, возложены на ОС как организатора безопасной работы пользователей и их программ.

Что понимают под ОС как постоянно функционирующее ядро?

Можно говорить об ОС как о программе(программах), постоянно работающей на компьютере и взаимодействующей с множеством прикладных программ. Очевидно, что такое определение верно лишь отчасти, т. к. во многих современных ОС постоянно работает на компьютере лишь часть ОС, которую принято называть ее ядром.

 

Какие этапы эволюции вам известны? В чем их суть?

Первое поколение (1940–50-е гг.):

· Первые ламповые вычислительные устройства и принцип программы, хранящейся в памяти машины (Джон фон Нейман, 1945 г.);

· Одна и та же группа людей участвует в проектировании, эксплуатации и программировании ВМ;

· ОС отсутствуют.

· ВС выполняет одновременно только одну операцию (ввод-вывод или вычисления);

· Первое системное ПО – прообразы компиляторов (Fortran) в 1951-1952 гг., Ассемблер в 1954;

· Выполнение программ строго последовательно;

· Высокая стоимость ВС при их малом количестве и низкой эффективности использования.

Второй период (1950–60-е гг.):

Новая техническая база – полупроводниковые элементы. Повышение надёжности, снижение энергопотребления. Бурное развитие алгоритмических языков. Разделение на программистов и операторов, специалистов по эксплуатации и разработчиков. Первые системы пакетной обработки – прообразы современных ОС. Часть машинного времени тратится на выполнение системной управляющей программы. Программа, получившая доступ к процессору, обслуживается до её завершения (наличие простоев).

Третий период (1960-70-е гг.):

· Переход к ИС;

· Появление spooling (сокращение от Simultaneous Peripheral Operation On Line), или подкачки-откачки данных;

· Разработка аппарата прерываний для совмещения операций ввода-вывода одного задания с выполнением другого;

· Использование магнитных дисков, возможность выбора очередного выполняемого задания при обработке пакета заданий, планирование заданий;

· Реализация идеи мультипрограммирования;

· Реализация идей совместимых компьютеров и стандартизации ОС (серии IBM/360 с ОС OS/360);

· Появление первых ОС реального времени;

Четвёртый период (1970-1980-е гг.):

· Появление вытесняющей многозадачности;

· Использовании концепции баз данных для хранения больших объёмов информации;

· Введение приоритетного планирования и систем разделения времени;

· Использование механизма виртуальной памяти (неполное нахождение программы в оперативной памяти) для создания иллюзии неограниченной оперативной памяти ЭВМ;

Пятый период (Середина 1980-х – наше время):

· Появление микропроцессоров;

· Виртуализация ресурсов ЭВМ;

· Возникновение сетевых компьютеров, все данные получающих через компьютерную сеть;

· Развитие технологии «клиент-сервер».