Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Программное обеспечение

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 12.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 19. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


    Глава 1. Программное обеспечение: классификация, стандартизация, документирование
       1.1. Классификация программного обеспечения
      Современные библиотеки представляют собой автоматизированные библиотечные информационные системы (АБИС), обслуживающие пользователей в локальном и удаленном режимах, внедряющие новые информационные технологии, генерирующие собственные базы данных и комплексы автоматизированных услуг.
      Как любая информационная система АБИС - это совокупность взаимосвязанных обеспечивающих подсистем. Важной неотъемлемой частью АБИС является программное обеспечение (ПО).
      Программное обеспечение автоматизированной библиотечной информационной  системы – обеспечивающая подсистема АБИС, представляющая собой совокупность программных средств и программной документации, предназначенных для создания и эксплуатации АБИС. 
      Программные средства – часть программного обеспечения автоматизированной библиотечной информационной  системы, включающая  программы,  предназначенные для управления ресурсами компьютера, создания прикладного программного обеспечения, расширения возможностей пользователей, а также функционирования АБИС. 
      Программная документация – часть программного обеспечения автоматизированной библиотечной информационной  системы, представляющая собой совокупность программных документов, содержащих полное описание программных средств и необходимый состав сведений для их распространения (в том числе продажи) и использования в АБИС. Состав и содержание программных документов определяется нормативными документами.  Программная документация является неотъемлемой частью программного обеспечения, которая в большой степени оказывает влияние на качество программных средств.
      В зависимости от назначения программное  обеспечение делится на общее и специальное программное обеспечение (рис. 1).  

         

 
 









 



                                                                           
                                                                         







 

 





  
 

 Рис.1. Классификация программного обеспечения  АБИС
      Общее программное обеспечение – вид программного обеспечения, ориентированного на пользователей и предназначенного для решения типовых задач обработки информации: управления ресурсами компьютера, создания прикладного программного обеспечения, расширения возможностей пользователей АБИС. Общее ПО разрабатывается вне связи с созданием АБИС.  В общем программном обеспечении можно выделить следующие классы программных средств:
    операционные системы - вид общего программного обеспечения, предназначенный для управления процессами и ресурсами компьютера; обеспечения запуска всех остальных программ; организации интерфейса с пользователем;
    вспомогательные программы - вид общего программного обеспечения, предназначенный для выполнения вспомогательных (обслуживающих) операций обработки данных или обслуживания компьютеров. К вспомогательным программам относятся: антивирусные программы, программы архивирования данных, программы динамического сжатия  дисковых данных, программы обслуживания магнитных дисков, программы увеличения производительности магнитных дисков, драйверы, программы ограничения доступа, программы резервного копирования, диагностические программы и др.;
    инструментарий технологии программирования - вид общего программного обеспечения, обеспечивающий технологию разработки и внедрения программных средств;
    прикладное программное обеспечение общего назначения - вид общего программного обеспечения, предназначенный для расширения возможностей пользователей АБИС. Для полноценного функционирования библиотеки, для поддержки преимущественно информационных технологий конечных пользователей используются следующие основные виды программного обеспечения общего назначения:
      текстовые процессоры – вид прикладных программных средств общего назначения, позволяющий создавать текстовые документы различной степени сложности – с автоматическим форматированием документов, вставкой рисованных объектов и графики, составлением оглавлений и указателей, проверкой орфографии, шрифтовым оформлением, подготовкой шаблонов документов и т.д. В качестве примеров можно назвать такие текстовые процессоры как Microsoft Word, Word Perfect, Лексикон, Sun Star  Office Writer и др.;
      табличные процессоры - вид прикладных программных средств общего назначения, позволяющий обрабатывать большие массивы чисел. Включает средства для вычислений, средства деловой графики, встроенные функции, средства для работы с базами данных, средства анализа табличных данных. Примерами могут служить следующие табличные процессоры: Microsoft Excel, Quattro Pro, Sun Star  Office Calc и др.;
      программы презентационной графики - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания изображений и показа их на экране; подготовки слайд-фильмов, видео-фильмов, мультфильмов, их редактирования  и определения порядка их следования. Наиболее известными программами презентационной графики являются: Microsoft Power Point, Autodesk 3D Studio R4, Autodesk Animator Pro, Sun Star  Office Impress и др.;
      графические редакторы - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания, редактирования и отображения изображений компьютерной графики. Среди программных средств данного вида можно назвать: Corel Draw, Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, Microsoft Paint и др.;
      программы проверки орфографии - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для проверки орфографии и стилевой правки текстов документов. Примерами программ проверки орфографии могут служить: Lingvo Corrector, Stylus Lingvo Office и др.;
      программы распознавания текста - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для распознавания считанной сканером информации и преобразования ее в текстовое представление. (Fine Reader, OCR CuneiForm);
      программы-переводчики - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для перевода текстов с русского языка на иностранный (английский, немецкий, французский и др.) и обратно (Stylus General for Windows, Promt XT и др.);
      системы управления базами данных -  вид прикладных программных средств общего назначения, обеспечивающий организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним. Представителями программных средств данного вида являются: Visual FoxPro, Microsoft Access, Oracle и др.;
      справочные правовые системы - вид прикладных программных средств общего назначения, предоставляющий пользователю АБИС возможности поиска в базах данных, содержащих нормативные документы (по хозяйственному, банковскому законодательству и т.д.). Как правило, правовые системы содержат полнотекстовые базы данных. В России лидирующее место среди программного обеспечения данного вида занимают: Консультант-Плюс, Гарант, Кодекс;
      настольные издательские системы – вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания издательской продукции (книг, газет, журналов, буклетов и др.) полиграфического качества. Данный вид программного обеспечения составляют: Page Maker, Microsoft Publisher, InDizine, Frame Maker, Corel Ventura и др.;
      программные средства мультимедиа - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания и использования аудио- и видеоинформации с целью расширения информационного пространства пользователя АБИС. Используются в сфере библиотечного информационного обслуживания, в процессе обучения, организации досуга и т.д. (Sierra Club Collection, Outer Space Collection, Mozart и др.);
      серверы баз данных - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер. Сервер баз данных  всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняет самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети. Примерами могут служить Oracle, Microsoft SQL Server и др.;
      редакторы Web-страниц - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания страниц HTML: Microsoft Front Page, Macromedia Free Hand и др.;
      коммуникационные системы - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами вычислительной сети. Включают браузеры,  средства электронной почты. В качестве наиболее известных представителей данного вида ПО можно назвать: Microsoft  Internet Explorer, Netscape Navigator, Microsoft  Outlook, The Bat.
      Специальное программное обеспечение – программное обеспечение, предназначенное для решения задач пользователя при функционировании АБИС.  Специальное ПО разрабатывается при создании конкретной АБИС. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП) и прикладные программы, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта - библиотеки.  
      Пакеты прикладных программ – вид специального программного обеспечения, предназначенный для решения задач в сфере библиотечной деятельности. ППП, как правило, представляют собой программные продукты. Программный продукт - комплекс взаимосвязанных программных средств, предназначенный для решения определенной задачи массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной продукции (должен иметь программную документацию, предоставлять сервис и гарантию надежной работы, иметь товарный знак изготовителя и т.д.). Программный продукт разрабатывается на основе промышленной технологии выполнения проектных работ с применением современных инструментальных средств программирования.  Программные продукты требуют сопровождения, которое осуществляется специализированными фирмами - распространителями программ (дистрибьюторами), реже - фирмами-разработчиками.
      Прикладные  программы - вид специального программного обеспечения, предназначенный для решения отдельных функциональных задач пользователя. Обычно прикладные программы являются утилитарными программами, то есть не предназначенными для широкого распространения. 
 

      Глава 4. Операционные системы  

       4.1. Назначение и функции  операционных систем 

      Особое  место в программном обеспечении любой автоматизированной системы занимают операционные системы (ОС), являясь его ядром, опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и служебных приложений.
      Согласно  определения назначение операционной системы заключается в  управлении процессами и ресурсами компьютера; обеспечении запуска всех остальных программ; организации интерфейса с пользователем.
      Понятие процесса является одним из основных при рассмотрении операционных систем. Под процессом понимается отдельная программа с ее данными, выполняющаяся на отдельном процессоре. В качестве примеров процессов можно назвать прикладные программы пользователей, утилиты и т.д. Процессом может быть редактирование какого-либо текста, трансляция исходной программы. Концепция процесса преследует цель выработать механизмы распределения и управления ресурсами.
      Термин  ресурс обычно применяется к многократно используемым, относительно стабильным и часто недостающим объектам, которые запрашиваются, задействуются  и освобождаются в период их активности. Другими словами ресурсом называется всякий объект, который может распределяться внутри системы.   При разработке первых систем ресурсами считались процессорное время, память, каналы ввода-вывода и периферийные устройства. Однако скоро понятие ресурса стало более универсальным и общим: различного рода программные и информационные ресурсы также могут быть определены для системы как объекты, которые могут разделяться и распределяться и доступ к которым необходимо контролировать.
      Для запуска любых программ следует загрузить в основную память команды и данные, инициализировать устройства ввода-вывода и файлы, а также подготовить другие ресурсы. Операционная система выполняет всю эту рутинную работу вместо пользователя.
      Термином  интерфейс обозначают конкретный способ взаимодействия пользователя с компьютером, определяемый комплексом спецификаций. Операционная система выступает в роли посредника, облегчая программисту и программным приложениям доступ к различным службам и возможностям.
        На рисунке 6  представлена иерархическая структура программного и аппаратного обеспечения, использующегося для предоставления конечному пользователю возможности работы с приложениями — пакетами прикладных программ и прикладными программами. Работу по созданию приложений выполняют программисты с помощью средств инструментария технологии программирования. Программистам предоставляется набор вспомогательных программ, позволяющих реализовать часто использующиеся функции, например, при работе с файлами и для управления устройствами ввода-вывода. Таким образом, операционная система скрывает как от конечного пользователя, так и от программиста  детали аппаратного обеспечения и предоставляет им удобный интерфейс для использования вычислительной системы.
      Основными функциями операционных систем являются:
    прием от пользователя заданий (команд), сформулированных на соответствующем языке, и их  обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых директив (команд) оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (например, мыши). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ и операциями над файлами (создание, копирование файла);
 
        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рис. 6. Операционная система как интерфейс между пользователями аппаратурой компьютера 

      
    загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;
    распределение памяти, а также создание виртуальной памяти;
    запуск программы, т.е. передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу;
    идентификация всех программ и данных;
    прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. Операционные системы выполняют большое количество системных функций (сервисов), которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по определенным правилам, которые и составляют интерфейс прикладного программирования (Application Program Interface, API) этой операционной системы;
    обслуживание всех операций ввода-вывода;
    обеспечение работы систем управления файлами и/или систем управления базами данных;
    обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. организации параллельного выполнения двух и более программ на одном процессоре, создающей видимость их одновременного исполнения;
    планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданной стратегией;
    организация механизма обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
    для сетевых операционных систем – обеспечение взаимодействия  связанных между собой компьютеров;
    защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой операционной системы от исполняющихся на компьютере приложений;
    аутентификация и авторизация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи. Термин авторизация означает, что в соответствии с учетной записью пользователя, который прошел аутентификацию,  ему назначаются определенные права (привилегии), определяющие, что он может делать на компьютере;
    удовлетворение жестким требованиям на время ответа в режиме реального времени;
    обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи создают свои программы;
    предоставление услуг на случай частичного сбоя системы.
      Операционная  система изолирует аппаратное обеспечение компьютера от прикладных программ пользователей: и пользователь, и прикладные программы взаимодействуют с компьютером через интерфейс операционной системы. 

       4.2. Архитектура операционных  систем 

      Любая сложная система  должна иметь понятную и рациональную структуру, т.е. разделяться на части  – модули. Под модулем понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами. Ясное понимание роли каждого отдельного модуля существенно упрощает работу по модификации и развитию системы. Большинство современных операционных систем представляет собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Возможности операционной системы, ее технические и потребительские параметры во многом определяются архитектурой системы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.
      Наиболее  общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
    ядро – модули, выполняющие основные функции ОС;
    модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.
      Модули  ядра выполняют такие базовые  функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и  т.п. Без ядра ОС является полностью  неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.
      Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми  функциями  операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения  высокой скорости работы ОС все модули ядра или их большая часть  постоянно находятся в оперативной памяти, т.е. являются резидентными.
      Остальные модули ОС выполняют весьма полезные, но менее обязательные функции. Например, к таким вспомогательным функциям могут быть отнесены программы архивирования данных, дефрагментации диска, текстового редактора. Вспомогательные модули оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур. Поскольку некоторые компоненты ОС оформлены как обычные приложения,  то есть в виде исполняемых модулей стандартного для данной ОС формата, то часто очень сложно провести четкую грань между операционной системой и приложениями (рис. 7). Некоторая программа может существовать определенное время как пользовательское приложение, а потом стать частью ОС, или наоборот.
                                                                                                                             
                                                                                                                                       
                                                                                                                   
                                                                                                            
      
      
      
      
      
      
- вспомогательные модули ОС
  - пользовательские приложения 

Рис. 7. Нечеткость границы между ОС и приложениями 

      Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:
    утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков;
    системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, отладчики;
    программы предоставления пользователю дополнительных услуг – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор;
    библиотека процедур различного назначения, упрощающих разработку приложений, например, библиотека математических функций.
      Модули  ОС, оформленные в виде утилит, системных  обрабатывающих программ, программ предоставления пользователю дополнительных услуг и библиотек, для выполнения своих функций обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов. Они обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными.
      Важным  свойством архитектуры ОС, основанной на ядре, является возможность защиты программных кодов и данных операционной системы за счет выполнения ядра в привилегированном режиме. Привилегированный режим наделяет ядро ОС исключительными полномочиями: ни одно приложение не должно иметь возможности без ведома ОС получать дополнительную область памяти, занимать процессор дольше разрешенного операционной системой периода времени, непосредственно управлять совместно используемыми внешними устройствами.
      ПРИМЕЧАНИЕ______________________________________________________________________________________
    Например, выполнение инструкции доступа к  памяти для приложения  разрешается, если инструкция обращается к области  памяти, отведенной данному приложению операционной системой, и запрещается при обращении к областям памяти, занимаемым ОС или другими приложениями. Полный контроль ОС над доступом к памяти достигается за счет того, что инструкции конфигурирования защиты памяти разрешается выполнять только в привилегированном режиме.
      ___________________________________________________________________________________________________________
      Архитектура ОС, когда все основные функции  операционной системы выполняются  в привилегированном режиме, то есть код ядра имеет доступ к областям памяти всех приложений, но сам полностью от них защищен, называется классической  архитектурой построения ОС.
      Суть  микроядерной архитектуры состоит в следующем. В привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. Микроядро защищено от остальных частей ОС и приложений. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие базовые функции ядра по управлению процессами, обработке прерываний, управлению устройствами ввода-вывода и др.
      Все остальные более высокоуровневые  функции ядра, такие как менеджеры  ресурсов – файловая система, система управления безопасностью и др., оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме.
      Работающие  в пользовательском режиме менеджеры  ресурсов имеют принципиальные отличия  от традиционных утилит и обрабатывающих программ ОС: утилиты и обрабатывающие программы вызываются пользователями; менеджеры ресурсов обслуживают запросы других приложений.
      Именно  поэтому менеджеры ресурсов, вынесенные в пользовательский режим, называют серверами ОС, то есть модулями, основным назначением которых является обслуживание запросов локальных приложений и других модулей ОС.
      Схематично  механизм обращения к функциям ОС, оформленным в виде серверов, представлен  на рисунке  8. 

          Приложения
          пользователей
      
        

              Запрос
                                 Ответ 
 

Пользовательский  режим
      
Привилегированный  режим                        Запрос        Ответ
        
 
 

      Рис. 8. Реализация системного вызова в микроядерной архитектуре
    Клиент, которым может быть либо прикладная программа, либо другой компонент ОС, запрашивает выполнение некоторой функции у соответствующего сервера, посылая ему          сообщение.     Непосредственная     передача   сообщений   между приложениями невозможна, так как их адресные пространства изолированы друг от друга. Микроядро, выполняющееся в привилегированном режиме, имеет доступ к адресному пространству каждого из этих приложений и поэтому может работать в качестве посредника. Микроядро   сначала   передает   сообщение,  содержащее имя  и  параметры  вызываемой процедуры нужному серверу, затем сервер выполняет запрошенную операцию, после чего ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения. Таким образом, работа микроядерной системы соответствует известной модели клиент-сервер, в которой роль транспортных средств выполняет микроядро.
 
    4.3. Принципы построения  современных операционных  систем 

      Как комплекс системных  управляющих и обрабатывающих программ операционная система представляет собой сложный конгломерат взаимосвязанных программных модулей и структур данных, которые должны обеспечивать надежное и эффективное выполнение задач пользователя. Большинство возможностей операционной системы, ее технические и потребительские параметры во многом определяются архитектурой системы и принципами построения.
      Основные  принципы построения операционных систем: модульность,  виртуализация, мобильность, совместимость,  открытость, обеспечение безопасности вычислений.
      Принцип модульности.  Операционная система состоит из множества программных модулей. По определению модуль предполагает легкий способ его замены другим при наличии заданных интерфейсов. Способы обособления составных частей операционной системы в отдельные модули разные, но чаще всего разделение происходит именно по функциональному признаку, например, модули ядра и транзитные модули.
      Принцип виртуализации. Наиболее законченным и естественным проявлением принципа виртуализации является понятие виртуальной машины. По сути, любая операционная система, являясь средством распределения ресурсов и организуя по определенным правилам управление процессами, скрывает от пользователей и его приложений реальные аппаратные и другие ресурсы, заменяя их некоторой абстракцией.
      В результате реальная машина, способная  выполнять только небольшой набор  элементарных действий, определяемых ее системой команд, превращается в виртуальную машину, выполняющую широкий набор гораздо более мощных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже команды другого, более высокого уровня: удалить файл с определенным именем, запустить на выполнение некоторую прикладную программу, вывести текст из файла на печать.
      ПРИМЕЧАНИЕ______________________________________________________________________________________
    Если  бы пользователь работал непосредственно  с аппаратурой компьютера, без  участия ОС, то для организации, например, чтения блока данных с диска ему пришлось бы использовать более десятка команд с указанием множества параметров: номера блока на диске, номера сектора на дорожке и т.д. После завершения операции обмена с диском он должен был бы предусмотреть в своей программе анализ результата выполненной операции. Учитывая, что контроллер диска способен распознавать более двадцати различных вариантов завершения операции, можно считать программирование обмена с диском на уровне аппаратуры не самой тривиальной задачей.
      ___________________________________________________________________________________________________________
      Таким образом, назначение операционной системы  состоит в предоставлении пользователю некоторой расширенной виртуальной  машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальный компьютер.
      Принцип мобильности. Мобильность, или переносимость, означает возможность и легкость переноса операционной системы на другую аппаратную платформу. Обеспечить переносимость операционной системы достаточно сложно. Это обусловлено тем, что архитектуры разных процессоров могут очень сильно различаться, у них может быть разное количество рабочих регистров, различия могут быть и в реализации адресации. Кроме того, для операционной системы важной является не только архитектура  центрального процессора, но и архитектура компьютера в целом. Поэтому часть программных модулей, которые более всего зависят от аппаратных особенностей процессора, от типов поддерживаемых данных, способов адресации, системы команд и т.д., разрабатываются на языке программирования низкого уровня (ассемблере) и при переносе операционной системы на процессор с иной архитектурой должны быть написаны заново.
      Принцип совместимости. Одним из аспектов совместимости является способность операционной системы выполнять программы, написанные для других систем и для более ранних версий данной операционной системы, а также для другой аппаратной платформы.
      Двоичная  совместимость достигается в  том случае, когда исполняемую  программу можно запустить на выполнение в среде другой операционной системы. Для этого необходимы: совместимость  на уровне  команд процессора, совместимость  на уровне системных вызовов, совместимость на уровне библиотечных вызовов.
      ПРИМЕЧАНИЕ______________________________________________________________________________________
    Для достижения совместимости на двоичном уровне (например, при переносе программы  для персонального компьютера IBM PC на компьютер типа Mac фирмы Apple) необходимо каждую команду декодировать и выполнить эквивалентную команду, написанную для процессора компьютера Mac.  Выходом в таких случаях является использование так называемых прикладных сред, или эмуляторов. Учитывая, что основную часть программы, как правило, составляют вызовы библиотечных функций, прикладная среда имитирует библиотечные функции целиком, используя заранее написанную библиотеку функций аналогичного назначения, а остальные команды перекодирует каждую по отдельности.
      ___________________________________________________________________________________________________________
      Совместимость на уровне исходных текстов требует  наличия соответствующего транслятора  в составе программного обеспечения, а также совместимость на уровне библиотек и системных вызовов. При этом необходима перекомпиляция исходных текстов в новый исполняемый модуль.
      Принцип открытости. Открытая операционная система доступна для анализа как пользователям, так и системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему. Наращиваемая (развиваемая) операционная система позволяет вводить в ее состав новые модули, совершенствовать существующие.
      Принцип обеспечения безопасности вычислений.  Обеспечение защиты информации  от несанкционированного доступа является обязательной функцией многих операционных систем. Для решения этой проблемы чаще всего используется механизм учетных записей. Он предполагает проведение аутентификации пользователя при его регистрации на компьютере и последующую авторизацию, которая определяет уровень полномочий (прав) пользователя. Каждая учетная запись может входить в одну или несколько групп. Встроенные группы определяют права пользователей, создаваемые администратором группы используются для определения разрешений в доступе пользователей к тем или иным ресурсам. 

      4.4. Сетевые операционные  системы 

      Первые сетевые  операционные системы появились  в начале 70-х годов прошлого столетия. Они позволяли организовать распределенное хранение и обработку данных между  несколькими взаимосвязанными компьютерами.
      Сетевая операционная система – это операционная система, с одной стороны, выполняющая все функции локальной операционной системы, а с другой – обладающая дополнительными средствами, позволяющими ей  взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.
      Сетевая операционная система может рассматриваться  как набор операционных систем отдельных компьютеров, составляющих сеть. На разных компьютерах могут быть установлены одинаковые или разные операционные системы. Все эти операционные системы функционируют независимо друг от друга в том смысле, что каждая из них принимает независимые решения о создании своих собственных процессов и управлении локальными ресурсами. Но в любом случае операционные системы компьютеров, работающих в сети, должны включать взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для организации взаимодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями сети.
      Основные  функциональные компоненты сетевой  операционной системы представлены на рисунке 9. К ним относятся:
    средства управления локальными ресурсами компьютера – средства, реализующие все функции операционной системы автономного компьютера (распределение оперативной памяти между процессами, планирование и диспетчеризацию процессов, управление внешней памятью, интерфейс с пользователем и т.д.);
    сетевые средства - средства, реализующие сетевые функции операционной системы; в их составе выделяют три компонента:
      серверная часть – средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование;
      клиентская часть – средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам;
      транспортные средства – средства, которые совместно с коммуникационной системой обеспечивают передачу сообщений между компьютерами сети.

        
 

        

        

        
 

        

         В сеть 

Рис.  9. Функциональные компоненты сетевой операционной системы 

      Упрощенно работа сетевой операционной системы происходит следующим образом. Допустим, пользователь компьютера А решил разместить свой файл на диске компьютера В. Для этого он набирает на клавиатуре соответствующую команду и нажимает клавишу <Enter>. Программный модуль операционной системы, отвечающий за интерфейс с пользователем, принимает эту команду и передает ее клиентской части операционной системы компьютера А.
      Клиентская  часть запрашивает доступ к ресурсам другого компьютера серверную часть  компьютера В в виде сообщений, передаваемых по сети. Управляют передачей сообщений между клиентской и серверной частями по коммуникационной системе сети транспортные средства. Эти средства выполняют такие функции как формирование сообщений, разбиение сообщений на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, организацию доставки сообщений, определение маршрута сообщений в сложной сети и т.д.
      Серверная часть операционной системы компьютера В, приняв запрос из сети, обращается к локальному диску и записывает в один из его каталогов указанный файл.
      Одной из функций клиентской части ОС является способность отличить запрос к удаленному файлу от запроса к локальному файлу, т.е. клиентская программа сама распознает и перенаправляет (redirect)  запрос к удаленной машине. Отсюда и название для клиентской части сетевой ОС – редиректор.
      Совокупность  сетевой и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному  типу ресурса через сеть, называется сетевой службой. В приведенном выше примере серверная и клиентская части ОС, которые совместно обеспечивают доступ через сеть к файловой системе компьютера, образуют файловую службу. Сетевая служба предоставляет пользователям некоторый набор услуг (сетевой сервис).
      Каждая  служба связана с определенным типом сетевых ресурсов и определенным способом доступа к этим ресурсам. Например, служба печати обеспечивает доступ пользователей сети к разделяемым принтерам сети и предоставляет сервис печати, а почтовая служба предоставляет доступ к информационному ресурсу сети – электронным письмам. Примерами сетевых служб, предоставляющих сервис администратору, являются служба мониторинга сети, позволяющая захватывать и анализировать трафик; служба безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля; служба резервного копирования и архивирования.
      От  того, насколько богатый набор  услуг предоставляет операционная система конечным пользователям, приложениям  и администраторам сети, зависит  ее позиция в общем ряду сетевых ОС. 

      4.5. Характеристика операционных  систем 

      Операционные системы  за время существования претерпели значительное развитие от 8-ми до 64-разрядных, и каждая из них требует соответствующее  аппаратное обеспечение, т.е. соответствующий процессор и материнскую плату. 8- и 16-разрядные компьютеры в настоящее время представляют исторический интерес. Однако, современные операционные системы сохраняют некоторые черты операционных систем первых поколений, в частности команды, применяемые на начальных этапах установки операционной системы на компьютер и конфигурирования. 

    4.5.1 Дисковая операционная  система MS DOS  

      Самая распространенная  операционная система  для 16-ти разрядных IBM-совместимых компьютеров – однопользовательская однозадачная MS DOS (дисковая операционная система). Первая версия операционной системы для компьютера IBM PC - MS DOS 1.0  была создана фирмой Microsoft в 1981г. В дальнейшем по мере совершенствования компьютеров IBM PC выпускались новые версии DOS, учитывающие новые возможности компьютеров и предоставляющие дополнительные удобства пользователю.
      Последние версии системы имеют средства для  эффективного использования оперативной  памяти сверх 640 Кбайт; позволяют работать с логическими дисками, большими 32 Мбайт; переносить DOS и драйверы устройств в расширенную память, освобождая место в обычной памяти для прикладных программ и т.д. Наиболее популярная версия MS-DOS 6.22 включает средства сжатия информации на дисках (DoubleSpace), программы создания резервных копий, антивирусную программу и другие мелкие усовершенствования. В одной из последних версий DOS - PC-DOS 7.0 решена «проблема 2000» (т.е. проблема с определением даты после 2000 года).
      Пользователь, работавший с MS DOS, вводил команду с клавиатуры, операционная система выполняла команду, выводила на экран сообщение о результатах выполнения команды и ждала следующую. Несмотря на то, что эта операционная система обладала далеко не самым дружественным интерфейсом командной строки (рис.10), она стала самой массовой операционной системой 80-х годов.
        Для работы с  MS DOS формат (правило ввода) большей части команд пользователю необходимо было помнить. Например, чтобы постранично просмотреть на экране содержимое текстового файла readme.txt, находящегося по адресу c:\program_files\dr_web, необходимо было ввести команду:
      type c:\program_files\dr_web\ readme.txt | more
      Если  при вводе была допущена ошибка, ввод следовало повторить.
      Нельзя  сказать, что DOS и аналогичные операционные системы (такие как Caldera DR DOS — потомок  знаменитой DR DOS, созданной в компании Digital Research) сегодня уже  полностью   забыты.    Для  DOS   разработаны
      
      Рис. 10. Вид экрана при работе MS DOS 

      десятки тысяч высококачественных программ с удобным графическим  интерфейсом, предназначенных практически для всех областей человеческой деятельности. В ряде отраслей (например, в банковском деле) можно встретить решения, клиентские части которых выполняются под управлением MS DOS, DR DOS и тому подобных. Обычно такие решения удобны в том случае, когда в обязанности пользователей входит работа с одним-единственным корпоративным приложением, а иные виды деятельности на их рабочем месте при этом исключены (например, операционисту банка).
      Нередко DOS-подобные операционные системы входят в состав Windows-утилит, предназначенных для манипуляции файловой системой или разделами жестких дисков — некоторые операции данные утилиты выполняют под управлением не Windows, а DOS.
      С момента создания для DOS оболочки Norton Commander, удобной наличием в ней  двух панелей для операций с файлами, работа на компьютере стала более легкой и привлекательной. Операционная оболочкапрограмма,  выполняющая функции  удобного и наглядного интерфейса между пользователем и операционной системой. Внешний вид операционной системы DOS с оболочкой Norton Commander показан на рисунке 11. С появлением дружественных операционных систем (семейства Windows) файловые операционные оболочки типа Norton Commander не утратили своего значения. Появились многочисленные варианты оболочки Norton Commander: Widows Commander, Disco Commander, Far Menedger, Total Commander и др., в основе которых лежат те же принципы работы с файлами и действия.

Рис. 11. Вид экрана при работе операционной системы MS DOS
c операционной оболочкой Norton Commander 

      Если  основным элементом интерфейса MS DOS является командная строка, то в Norton Commander для работы с файловой системой, кроме командной строки, используются горизонтальное меню, а также функциональные клавиши F1-F10, за каждой из которых закреплена команда. Так, для выполнения команды предыдущего примера необходимо клавишами управления курсором (или манипулятором «мышь») на одной из панелей выделить файл readme.txt и нажать клавишу F3 (просмотр) или F4 (редактирование). 
 

      4.5.2. Операционные системы  семейства Microsoft Widows 

      С переходом на персональные компьютеры с процессором Pentium и увеличенной оперативной памятью (не менее 8 Мбайт) исключительное распространение получили операционные системы семейства Windows и новый стиль работы с графическим интерфейсом. Идея графического интерфейса Windows заимствована компанией Microsoft  у операционной системы для компьютеров Apple, в свою очередь, разработанную в лаборатории XEROX. Первоначальные версии Windows (3.1, 3.11) были выполнены как графические оболочки MS DOS, но начиная с Windows 95 являются самостоятельными операционными системами, т.е. берут на себя как организацию интерфейса пользователя, так и управление ресурсами и процессами.
      Принципиально важное свойство Windows – многозадачность (одновременное выполнение нескольких процессов) и возможность обмена данными между работающими приложениями, в том числе с использованием метода объектного связывания и встраивания (OLE), позволяющего щелчком на изображении объекта неявно запустить приложение, которое его обрабатывает, а после окончания обработки вернуться в предыдущее приложение.
      Подход  к аппаратному обеспечению также  кардинальным образом изменился. Теперь система использует стандарт Plug & Play («включи и работай»), что облегчает и максимально автоматизирует процесс добавления новых периферийных устройств. Стандарт Plug & Play - это совместная разработка фирм Intel и Microsoft. Основная его идея заключается в том, что каждое устройство, соответствующее этому стандарту, сообщает о себе определенную информацию, благодаря которой операционная система выполняет автоматическую конфигурацию периферийных устройств и разрешает аппаратные конфликты.
      Еще один механизм, который упростил работу и приблизил эру объектно-ориентированного подхода, называется Drag & Drop, что в буквальном переводе означает «перетащить и бросить». Работая этим методом, можно щелкнуть кнопкой мыши (как правило, левой) на изображении объекта, переместить его по экрану при нажатой кнопке и отпустить кнопку, когда указатель окажется в нужном месте экрана. Таким образом, процедуры копирования, перемещения и удаления стали объектно-ориентированными.
      Операционные  системы семейства  Windows от версии к версии совершенствуют и расширяют  свои сервисные возможности, например, работа в локальных и глобальных сетях, мультимедиа-приложений и т.д. Windows 95 явилась первой полномасштабной, высокопроизводительной, универсальной, надежной, многозадачной и многопотоковой интегрированной 32-разрядной операционной системой нового поколения с расширенными сетевыми возможностями, работающей в защищенном режиме  и обеспечивающей графический интерфейс с пользователем. Эта операционная система открыла линию 32-разрядных операционных систем Microsoft Windows для IBM PC-совместимых компьютеров.
      Каждая  последующая версия системы Windows, сохраняя основные принципы построения пользовательского  интерфейса системы Windows 95, обеспечивает больше функций для пользователя, чем предыдущая. В то же время  каждая следующая версия системы  предъявляет все больше требований к быстродействию компьютера, объему оперативной памяти и жесткого диска.
        Windows 98 является непосредственным усовершенствованием Windows 95. Общего между ними так много, что в литературе их часто называют собирательным именем Windows 9х.
      Тем не менее во многих отношениях Windows 98 превосходит предшественницу. У  нее более рациональный и более  богатый возможностями пользовательский интерфейс и значительно упрощен  доступ к ресурсам сети Интернет.  Последнее достигнуто за счет включения в состав Windows 98 программы-обозревателя Internet Explorer 4.0 и возможности выхода в Интернет из различных панелей и окон. В Windows 98 включена программа для работы с электронной почтой Outlook Express и другие коммуникационные программы. Значительно расширены возможности для использования мультимедиа-приложений.
      Параллельно с линией «домашних» операционных систем Microsoft выпустила в 1996 г. операционную систему корпоративного применения Windows NT Workstation, а в 1999 г. – Windows 2000 Professional. Эти операционные системы обладают возможностью защиты данных паролем и разделения доступа к ресурсам компьютера (дисководу, принтеру, сети), расширенными средствами администрирования.
      Windows 2000 Professional позволяет поддерживать работу компьютера  с двумя центральными процессорами и значительно большей оперативной памятью, расширяет возможности пользователя персонального компьютеров следующих сферах:
        установка системы и обновление системных файлов;
        повышенная безопасность;
        поддержка работы с Интернет (встроенная в систему программа-обозреватель Internet Explorer 5.01 обеспечивает более комфортное и более защищенное общение с Интернет);
        поддержка мультимедиа-приложений;
        работа на переносном компьютере в режиме использования аккумуляторов.
      Системе свойственна ускоренная многозадачность, т.е. можно одновременно выполнять  больше задач, чем в Windows 9х. Система  также позволяет выполнять подключение  новых периферийных устройств без  отключения компьютера и без перезагрузки системы.
      Продолжение совершенствования  операционных систем  Windows привело к созданию операционной системы Windows XP. У нее обновлен пользовательский интерфейс, который может быть адаптирован к личным приемам работы пользователя и позволяет группировать однотипные приложения под общей кнопкой на панели задач; установлены новые или существенно усовершенствованы программы работы с аудио- и видеоданными; усилены коммуникативные возможности, в частности, пользователи могут совместно работать с приложениями при работе в сети. Системные файлы защищены от порчи (перезаписи) при установке новых приложений. Впервые в систему встроена специальная программа (брандмауэр), обеспечивающая защиту пользователя от несанкционированного доступа из сети Интернет.
      Windows XP поддерживает большинство приложений MS DOS и предыдущих версий Windows. По сравнению с предыдущими версиями Windows, когда при одновременном выполнении нескольких задач активное приложение периодически передавало системные ресурсы другим приложениям, работающим в фоновом режиме, данная операционная система сама управляет ресурсами, используя принцип вытесняющей многозадачности: приложение, нуждающееся в ресурсах, может приостановить работу до получения ресурса или перейти к другим операциям.  Многопоточное выполнение одной задачи позволяет при задержке в выполнении одного потока работать со следующим. Распределение времени между потоками производится с учетом их приоритетов. Приложения работают в защищенном адресном пространстве. После завершения работы приложения память автоматически очищается.
      Пользовательский  интерфейс рассмотренных операционных систем имеет много общего и основан на использовании таких объектов как рабочий стол, папка, документ, ярлык, программа, буфер обмена. На рисунке 12 представлен вид экрана при работе Windows XP.
      Операционная  система нового поколения Windows Vista обеспечивает увеличение быстродействия и степени надежности, имеет современный интерфейс, обеспечивающий возможности просмотра, поиска и упорядочивания информации. Средства визуализации Windows Vista упрощают работу за счет усовершенствования общих компонентов окон. Боковая панель рабочего стола Windows Vista предназначена для организации мини-приложений (подключение к web-службам, просмотр интерактивных фотоальбомов, прослушивание Интернет-радио) и обеспечения удобного доступа к ним.
 Рис. 12. Вид экрана при работе  Windows XP
 

      Windows Vista содержит множество новых средств обеспечения безопасности, которые призваны повысить защищенность компьютеров:
      предупреждение о появлении новых обновлений системы безопасности, установка их на компьютер;
      брандмауэр обеспечивает надежную защиту от хакеров и вирусов;
      Windows Defender защищает от «шпионских» программ и другого нежелательного программного обеспечения.
      Новая версия программы-обозревателя Internet Explorer 7.0 содержит новые важные функции обеспечения безопасности и конфиденциальности, упрощает выполнение повседневных задач с помощью вкладок, строки поиска и др. (рис. 13). 


      Рис. 13. Вид экрана при работе  Windows Wista 

      Из  других распространенных версий Windows, не представленных в этом обзоре из-за его ограниченного объема, следует  назвать Windows NT, Windows 2000, Windows Server 2003, Windows Me. 

      4.5.3. Операционные системы  семейства UNIX  

      UNIX является исключительно удачным примером реализации простой мультипрограммной и многопользовательской операционной системы. Она была создана в конце 60-х годов в Bell Laboratories фирмы AT&T. Первая версия этой системы занимала всего около 12 Кбайт и могла работать на компьютерах с весьма ограниченным объемом оперативной памяти.
      При создании второй версии UNIX разработчики специально изобрели  язык высокого уровня (язык С), на котором можно было бы писать не только системные, но и прикладные программы, что стало отличительной особенностью этой операционной системы, обусловившей ее «живучесть» и популярность. Такой подход, когда ядро операционной системы, написанное на ассемблере, было невелико, тогда как вся оставшаяся часть операционной системы была написана на языке С, делал UNIX  легко переносимой на самые разнообразные аппаратные платформы как саму операционную систему, так и созданные для нее приложения. Важным достоинством UNIX стала ее открытость, позволившая одновременно существовать как коммерческим, так и некоммерческим версиям UNIX,
      Операционная  система UNIX обладает простым, но очень мощным командным языком и независимой от устройств файловой системой. Важным, хотя и простым с позиций реализации такой возможности, является тот факт, что система предоставляет пользователям средства направления выхода одной программы непосредственно на вход другой. В результате большие программные системы можно создать путем композиции имеющихся небольших программ, а не путем написания новых.
      В число многочисленных системных  и прикладных программ, поставляемых с UNIX-системами, входят редакторы текстов, программируемые интерпретаторы командного языка, компиляторы с нескольких популярных языков программирования (включая С, С++, ассемблер, PERL, FORTRAN), компоновщики (редакторы межпрограммных связей), отладчики, многочисленные библиотеки системных и пользовательских программ, средства сортировки и ведения баз данных, административные и обслуживающие программы.  Для абсолютного большинства всех этих программ имеется документация, в том числе исходные тексты программ.
      Центральной частью UNIX-систем является ядро. Оно состоит из большого количества модулей и сточки зрения архитектуры является монолитным. В ядре выделяются три основные подсистемы:
    подсистема управления процессами, организующая выполнение и диспетчеризацию процессов, их синхронизацию и взаимодействие;
    подсистема управления вводом-выводом, т.е. наряду с включением в состав ядра большинства драйверов часть драйверов может вызываться из ядра;
    подсистема управления файлами, тесно связанная с подсистемой управления процессами подсистемой управления вводом-выводом.
      Основные  системные функции, которые должно выполнять ядро совместно с остальными системными модулями, строго стандартизированы. За счет этого во многом достигается переносимость кода между разными версиями UNIX и абсолютно различным аппаратным обеспечением.
      Общими  для всех версий UNIX особенностями  являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, использование механизмов виртуальной памяти и свопинга (при свопинге задача может быть целиком выгружена во внешнюю память, а на ее место загружается более привилегированная, либо просто готовая к выполнению другая задача, находившаяся на диске в приостановленном состоянии), унификация операций ввода-вывода, иерархическая файловая система, разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе межсетевого.
      Вместе  с тем следует отметить, что UNIX очень сложна в установке, а еще  больше – в настройке. Она еще  требовательнее к аппаратным ресурсам, чем Windows. До недавнего времени у этой системы не было собственного графического интерфейса, но даже появление такового – Xwindow (рис. 14) - не облегчило работу пользователям: UNIX остается системой для инженеров и настоящих профессионалов.
      Операционная  система Sun Solaris сегодня входит в число самых известных коммерческих версий UNIX. Эта ОС обладает развитыми средствами поддержки сетевого взаимодействия и представляет собой одну из самых популярных платформ для разработки корпоративных решений - для нее существует около 12 тыс. различных приложений, в том числе серверов приложений и СУБД почти от всех ведущих производителей. 


      Рис. 14. Вид экрана при работе XWindow UNIX 

      Solaris соответствует многим промышленным стандартам и характеризуется высокой масштабируемостью. Для подавляющего большинства приложений эта операционная система обеспечивает практически линейный рост производительности при увеличении числа процессоров за счет симметричных многопроцессорных вычислений.
      Из  особенностей Solaris 9 следует отметить поддержку до 1 млн. одновременно работающих процессов, до 128 процессоров в одной  системе и до 848 процессоров в  кластере, до 576 Гбайт физической оперативной  памяти, поддержку файловых систем размером до 252 Тбайт, наличие средств управления конфигурациями и изменениями, встроенную совместимость с Linux.
      Операционная  система Solaris 9 представляет собой основу открытой сетевой среды Sun Open Net Environment (Sun ONE). В комплект поставки Solaris 9 входят ключевые приложения Sun ONE: Application Server, Directory Server, Integration Server, Message Queue, Portal Server, Web Server.
      Первая публичная  версия системы Linux  была выпущена в 1992 г., и ряд компаний начал распространение дистрибутивов операционных систем на основе ядра Linux. Вышедшее в 1997 г. ядро  Linux 2.0 имело приемлемую по стандартам коммерческих операционных систем надежность и почти все наиболее прогрессивные черты других UNIX-систем.  Вместе с тем, разработчик Linux Линус Торвальдс (Финляндия) предложил разрабатывать систему совместно и выдвинул условие, согласно которому исходные коды являются открытыми, любой может их использовать и изменять, но при этом обязан оставить открытым и свой код. Все компоненты системы, включая исходные тексты, распространяются с лицензией на свободное копирование и установку для неограниченного числа пользователей.
      Таким образом, операционная система Linux - это некоммерческий продукт категории Open Source для платформы Intel, который в течение нескольких лет создавали тысячи энтузиастов. Список серверных продуктов для Linux, пожалуй, не менее внушителен, чем для Solaris и других распространенных операционных систем, и включает такие популярные продукты, как Web-сервер Apache, серверные СУБД и серверы приложений практически от всех производителей. В настоящее время Linux имеет свои реализации практически для всех типов процессоров и компьютеров на их основе. На основе Linux создаются и встроенные системы, и суперкомпьютеры.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.