Программы - это упорядоченные последовательности команд. Цель компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть, можно говорить о межпрограммном интерфейсе.
Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими. На начальном этапе работы ПК, сразу после включения, тестирование минимально необходимой конфигурации и ее работоспособность осуществляется программой BIOS устанавливаемой производителем и размещенной в специальной микросхеме.
Системный уровень. Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.
Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы включают в состав операционной системы.
Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк - от производственных до творческих и развлекательно - обучающих.
Операционные системы относятся к системному уровню программного обеспечения.
Операционная система (ОС) - это набор программ, который выполняет общее управление работой компьютера, запускает приложения, организует работу с файлами, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ, значительно облегчая общение с компьютером. Управление операционной системой осуществляется с помощью специальной системы команд, задаваемых пользователем. Без операционной системы компьютер вообще не может функционировать и представляет собой не более чем совокупность электронных устройств.
Операционная система может размещаться в постоянной памяти компьютера или загружается в оперативную память с диска при включении компьютера. Операционные системы, загружаемые с дисков, называются дисковыми операционными системами (DOS -Disk Operating System). К ним относятся MS DOS, Windows, Unix, OS/2.
В любой операционной системе можно выделить 4 основные части: ядро, файловую структуру, интерпретатор команд пользователя и утилиты. Ядро - это основная, определяющая часть операционной системы, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ. Файловая структура - это система хранения файлов на запоминающих устройствах. Интерпретатор команд или оболочка - это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. И, наконец, утилиты - это просто отдельные программы, которые, вообще говоря, ничем принципиально не отличаются от других программ, запускаемых пользователем, разве только своим основным назначением - они выполняют служебные функции.
Функции операционной системы в значительной степени зависят от режима работы компьютера, состава и конфигурации аппаратных средств. Основные функции следующие:
- обеспечение диалога между пользователем и компьютером;
- распределение ресурсов компьютера между пользователями;
- поддержка режима коллективного использования компьютера;
- обеспечение эффективного взаимодействия процессора и устройств ввода-вывода;
- поддержка файловой системы хранения информации на носителях;
- защита и восстановление информации и вычислительного процесса в случае ошибочных действий пользователя и в аварийных ситуациях.
Операционная система поддерживает несколько видов интерфейсов: аппаратно-программный (между программным и аппаратным обеспечением), программный (между разными видами программного обеспечения), пользовательский (между пользователем и программно-аппаратными средствами). Интерфейс - средства и способы установления и поддерживания информационного обмена между исполнительными устройствами автоматической системы и человеком-пользователем. По типу пользовательского интерфейса различают символьные (линейные) и графические операционные системы. Линейные операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Чтобы работать с такими системами, необходимо знать соответствующий командный язык. Графические операционные системы реализуют интерфейс, основанный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных элементов управления. Устройствами управления в данном случае являются клавиатура и мышь. Активным элементом управления является указатель мыши, пассивными элементами управления являются графические элементы управления приложений (окна, значки, экранные кнопки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).