Системное программное обеспечение по характеру использования отдельных комплексов программ подразделяется на следующие классы:
- базовые системы ввода-вывода;
- операционные системы;
- операционные оболочки.
Базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System) представляет собой набор программ, обеспечивающих:
- взаимодействие операционной системы с различными устройствами компьютера;
- поддержку функций ввода-вывода;
- тестирование оборудования при включении компьютера;
- загрузку операционной системы не только с жесткого или гибкого дисков, но и с приводов CD-ROM.
Программы BIOS находятся в специальном постоянном запоминающем устройстве, расположенном на системной плате компьютера. Поэтому BIOS может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимая промежуточное положение между аппаратурой и ПО.
Операционная система (ОС) является основой системного ПО. ОС управляет работой всех устройств компьютера и процессом выполнения программ пользователей от момента их поступления в систему до выдачи результатов.
В состав ОС входит комплекс программ, выполняющих следующие функции:
· управление работой всех устройств компьютера;
· контроль работоспособности оборудования;
· первоначальная загрузка системы;
· управление файловой системой;
· распределение ресурсов компьютера, таких, как оперативная память, процессорное время, периферийные устройства, между программами пользователей;
· управление загрузкой и выполнением прикладных программ.
По широте охвата одновременно выполняемых задач ОС можно разбить на три группы: однозадачные (однопользовательские), многозадачные (многопользовательские) и сетевые.
Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей (например, операционные системы типа MS DOS).
Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование компьютера в мультипрограммном режиме разделения времени.
Сетевые ОС связаны с появлением локальных и глобальных сетей. Они предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети.
Однозадачные дисковые операционные системы различных фирм MS DOS, PC DOS и Novell DOS были просты и экономичны, но морально устарели и уступили место операционным системам нового поколения.
Современные ОС, такие, как ОС семейств UNIX и WINDOWS, являются многозадачными, предоставляют пользователю развитый графический интерфейс, совместимы с приложениями, разработанными для MS DOS. Они независимы от аппаратуры, поддерживают все виды периферийных устройств. Они способны использовать все возможности современных микропроцессоров, устойчивы в работе, так как имеют средства защиты от сбоев и ошибок.
Начиная с 90-х годов, практически все известные ОС становятся сетевыми. Компьютер превращается в средство коммуникации с развитыми вычислительными возможностями.
К сетевым ОС предъявляются такие требования, как
· способность функционировать в среде с разнородными аппаратными и программными средствами;
· возможность масштабирования (изменения сложности) структуры;
· обеспечение требуемого уровня безопасности при передаче сообщений по сетям;
· наличие развитых средств централизованного администрирования и управления.
В настоящее время широко известны семейства сетевых операционных систем UNIX, WINDOWS, NETWARE и др. Операционная система UNIX ориентирована на эффективную многозадачную работу в сетевом варианте организации вычислительного процесса.
ОС UNIX обеспечивает поддержку:
· иерархической структуры файловой системы;
· совместимых по вводу-выводу файлов, устройств и процессов асинхронной обработки;
· наиболее распространенных алгоритмических языков программирования.
В последние годы широкое распространение и поддержку в крупных корпорациях получила ОС Linux. Это 32-разрядная версия семейства Unix. Она является основной операционной системой, поддерживающей работу в сети Internet. Её характеризует возможность установки на компьютерах различных типов, открытость программного кода ядра системы, стабильность в работе.
Графический пользовательский интерфейс предназначен для создания пользователю комфортных условий при работе с операционной системой. Он удобен при запуске программ, открытии и сохранении файлов, работе с файлами, дисками и сетевыми серверами. Графический многооконный пользовательский интерфейс основан на реализации объектно-ориентированного подхода, при котором работа пользователя ориентирована в первую очередь на документы, а не на программы. Загрузку любого имеющегося документа можно осуществить путем открытия файла, содержащего этот документ, одновременно автоматически загрузится программа, с помощью которой открываемый файл был создан.
Файловая система является важнейшим компонентом Windows и поддерживает разные типы файловых систем. Для работы с разными типами файловых систем построена аппаратно-независимая модель подсистемы ввода-вывода. Она реализована на концепции многоуровневой архитектуры драйверов и устройств в сочетании с диспетчером ввода-вывода, который является посредником между прикладными программами и драйверами.
В широком смысле понятие "файловая система" включает:
· совокупность всех файлов на диске,
· наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
· комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов. Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. Например, Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.
Сервисное программное обеспечение – это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности ОС.
По способу организации и реализации сервисные средства подразделяются на оболочки, утилиты и операционные среды.
Системные утилиты– это служебные программы, расширяющие возможности операционных систем и операционных оболочек в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами компьютера. Примерами утилит могут служить такие программы, как архиваторы, оптимизаторы использования оперативной памяти, программы защиты и восстановления данных и др. К ним относятся и программные средства антивирусной защиты, которые обеспечивают диагностику и нейтрализацию вирусов.
Системы технического обслуживания – это совокупность программно-аппаратных средств диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы машины. К ним относятся:
· cредства диагностики и тестового контроля правильности работы компьютера и его отдельных частей, в том числе средства автоматического поиска неисправностей с определением их локализации.
· cпециальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно – аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы.
Операционные оболочки представляют собой программы– надстройки к операционной системе, обеспечивающую доступ пользователя к ресурсам операционной системы посредством более удобного интерфейса. Она также может реализовать дополнительные функции распределения ресурсов вычислительной системы и управления файлами. Примером операционной оболочки может служить Norton Commander, созданная для семейства ОС Windows.