Базовое программное обеспечение
Операционные системы, их функции
Операционная система – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействием между собой и пользователем. В большинстве вычислительных систем операционные системы являются основной частью системного программного обеспечения.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Она скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.
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.
Основные функции операционных систем:
|
|
|
– Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.
– Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
– Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).
– Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.
– Пользовательский интерфейс.
– Сетевые операции, поддержка стека протоколов.
–Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
–Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
– Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
– Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).
В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами. В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:
|
|
|
– однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;
– однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;
– однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;
– многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти операционные системы очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.
Наиболее распространенными операционными системами являются:
– Mac OS – операционная система корпорации Apple.
– OS/2 – операционная система фирмы IBM.
– Windows – операционная система корпорации Microsoft.
|
|
|
– Linux – общее название Unix-подобных операционных систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ.
Утилиты, их функции и типы
Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения – утилиты (лат. utilitas – польза). Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров и расширяющие стандартные возможности оборудования и операционных систем, выполняющие узкий круг специфических задач. Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам и установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще, то есть автоматизируют его. Утилиты используются для:
– мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования – мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение жёстких дисков;
– управления параметрами оборудования – ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
– контроля показателей – проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
– расширения возможностей – форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.
|
|
|
К утилитам относятся:
– программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;
– программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;
– программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
– антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;
– программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
– программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
– коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;
– программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти.
Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно.
Базовое программное обеспечение
Базовое ПО, основной частью которого является BIOS, представляющая собой программу, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS,размещаемая в ПЗУ, является неотъемлемой составляющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особом категории компьютерных компонентов, занимая промежуточное положение между аппаратурой и программным обеспечением.
Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода.
Первая функция. Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой. В последнее время ее назначение и функции значительно расширились.
Второй важной функцией BIOS является процедура тестирования (POST – Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера. В процедуру тестирования входят:
¾ проверка работоспособности системы управления электропитанием;
¾ инициализация системных ресурсов и регистров микросхем;
¾ тестирование оперативной памяти;
¾ подключение клавиатуры;
¾ тестирование портов;
¾ инициализация контроллеров, определение и подключение жестких дисков.
В процессе инициализации и тестирования оборудования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в CMOS – специальной энергозависимой памяти, расположенной на системной плате. Хранение данных в CMOS поддерживается специальной батарейкой, а информация обновляется всякий раз при изменении каких-либо настроек BIOS. Таким образом, именно эта память хранит последние сведения о системных компонентах, текущую дату и время, а также пароль на вход в BIOS или загрузку операционной системы (если он установлен). При выходе из строя, повреждении или удалении батарейки все данные в CMOS-памяти обнуляются.
Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является начальная загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров. Определив тип устройства загрузки, BIOS приступает к поиску программы – загрузчика ОС на носителе или переадресует запрос на загрузку на BIOS другого устройства. Когда ответ получен, программа загрузки помешается в оперативную память, откуда и происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств операционной системы.
С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию – управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX (Advanced Technology extended – расширенная продвинутая технология) – и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — продвинутый интерфейс конфигурирования и управления потребляемой мощностью). Существует также спецификация АРМ (Advanced Power Management — продвинутое управление потребляемой мощностью). Отличие их состоит в том, что ACPI выполняется в основном средствами ОС, а АРМ — средствами BIOS.
Фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения для BIOS, очень мало. Из наиболее известных можно выделить три: Award Software (Award BIOS)? American Megatrends, Inc. (AMI BIOS) и Microid Research (MR BIOS). Но на подавляющем большинстве компьютеров сегодня применяются различные версии BIOS компании Award Software.
Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограммируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате (на этой микросхеме есть яркая голографическая наклейка с логотипом фирмы – разработчика ПО для BIOS).
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!