Для выполнения вычислений в современной практике используются вычислительные машины и системы.
ЭВМ – это комплекс аппаратуры, который обеспечивает выполнение действий некоторого набора алгоритмов.
ВС – это набор одной или нескольких ЭВМ и программ, которые обеспечивают выполнение возложенных на ВС функций.
Таким образом, ВС делятся на 2 части:
• программную;
• аппаратную.
Аппаратная часть включает в себя все функции устройства ВМ. Назначение аппаратной части: выполнение операций по вводу и выводу, хранению, передаче и преобразованию информации.
Программная часть – это совокупность программ, задающая порядок выполнения функций, возложенных на ВС. Программа управляет работой аппаратуры с целью получения результата.
Программная часть состоит из большого количества взаимосвязанных компонентов, которые называются системой программного обеспечения (ПО).
Замечание: слово «обеспечение» указывает, что программа реализует функции, возложенные на ВС.
В общем случае система ПО делится на 2 большие части:
1. Прикладное ПО (пользовательское);
2. Системное ПО.
Прикладное программное обеспечение – это то, которое разрабатывается самими пользователями (для себя).
Системное программное обеспечение – то, которое разрабатывается для всех и является универсальным. Оно делится на 2 части:
1. Общее СПО;
2. Специализированное СПО.
Специализированное программное обеспечение добавляется к общему программному обеспечению для решения специфических для конкретных ВС задач (управление полетами, военные задачи и т.д.).
Общее СПО является универсальным и предназначено для решения широкого круга задач.
В дальнейшем будем рассматривать общее СПО. Оно состоит:
1. системные обрабатывающие программы;
2. системные управляющие программы;
3. дополнительные, как 1, так и 2;
4. контрольно-диагностические;
5. пакеты прикладных программ;
6. комплекс документации СПО.
1. Системные обрабатывающие программы (СОП) предназначены для решения задач обслуживания пользователей, исходя из их запросов.
2. Системные управляющие программы (СУП) предназначены для организации эффективного функционирования всей ВС в целом и для создания удобного интерфейса между ВС и пользователем.
Замечание: Только СУП имеет непосредственный доступ к аппаратуре.
Замечание: СУП принято называть операционными системами (ОС).
ОС может обеспечивать следующие варианты интерфейса:
• командный интерфейс;
• программный интерфейс (в виде системы вызовов или подпрограмм для выполнения некоторых системных функций);
• пользовательский интерфейс (окна, меню, кнопки и т.д.)
3. Дополнительные системные программы (ДСП) предназначены для расширения возможностей обрабатывающих и управляющих программ.
К ДСП относятся:
• сервисные программы;
• инструментальные.
К сервисным относятся:
• программные оболочки (надстройки);
• утилиты.
Значение программной оболочки – улучшение доступа к ресурсам ВС (проводник Windows и т.д.).
Утилиты (вспомогательные обслуживающие программы) предназначены для обеспечения пользователю дополнительных возможностей (архивирование, восстановление информации, обслуживание дисков антивирусные программы).
К инструментальным программным средствам относятся:
• СУБД;
• Системы машинной графики.
и т. д.
4. Контрольно-диагностические программы предназначены для профилактики контроля и локализации неисправностей в процессе эксплуатации ЭВМ, либо в автономном режиме.
5. Пакет ПП – это набор программ, предназначенных для решения практических задач – научные расчеты, моделирование и т.д.
Замечание: В каждом ППП есть язык, на котором описывается порядок выполнения работ в рамках этого пакета.
6. Комплекс документации – совокупность текстовых документов, подготовленных согласно ГОСТам (ЕСКД); в них – сведения по правилам эксплуатации и настройки соответствующих частей СПО.
Состав и основные функции
Состав и функции системных обрабатывающих программ:
1. Ассемблер;
2. Редакторы связи и загрузчики;
3. Макропроцессоры;
4. Трансляторы (переводчики);
5. Языковые конверторы;
6. Редакторы и текстовые процессоры;
7. Отладчики;
8. Дизассемблер;
9. Кросс-системы;
10. Библиотекари.
1. Ассемблер – это такая системная обрабатывающая программа, которая обеспечивает преобразование исходной программы, написанной на некотором машинно-ориентированном языке в так называемый объективный код. (Текст на Ассемблере содержит директивы, имена, а машинный код содержит только байты).
Замечание: объектный код поступает либо на вход редактора связи, либо на вход загрузчика.
2. Редакторы связи – это системная обрабатывающая программа, которая предназначена для объединения раздельно полученных, с помощью Ассемблера, объектных модулей и связывания в единый модуль. В пределах редактора связи все адресные ссылки настраиваются на единое адресное пространство. В отдельных объектных модулях каждый объектный модуль считает, что выход редактора связи – это вход загрузчика.
Загрузчики загружают программу в обрабатывающую программу (ОП) и передают её управление. Еще они связывают отдельные модули, связывающие загрузчики.
Замечание: загрузчики могут быть либо перемещающими, либо абсолютными.
• Абсолютные загрузчики каждая программа загружается по одному фиксированному адресу.
• Перемещающие загрузчики могут поместить программу в любое свободное место в памяти.
3. Макропроцессоры – это такая программа, которая предназначена для символьной обработки, в процессе которой неким коротким фразам (макровызовам) ставятся в соответствие длинные (макрорасширения). На входе макропроцессора имеется некий текст из макровызовов, на выходе – макрорасширения.
4. Трансляторы (переводчики) переводят текст с одного языка на другой. Можно выделить следующие разновидности трансляторов:
• компиляторы: на входной текст на язык высокого уровня, на выходной – программа в машинных кодах, которая может передаваться либо редактору связи, либо загрузчику.