Лекция 5 Программные средства реализации информационных процессов. ОС

По сфере использования ПО разделяют на

Классификация программного обеспечения по сфере использования
системное программное обеспечение направлено на создание операционной среды функционирования других программ, на обеспечение эффективной работы компьютера и вычислительной сети, на проведение диагностики и профилактики аппаратуры, на выполнение вспомогательных технологических процессов – копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д;
прикладное программное обеспечение - пакеты прикладных программ - инструментарий для решения прикладных задач в конкретной предметной области;
инструментальные системы программирования - обеспечивают процесс разработки программ - включают специализированные программные продукты, являющиеся инструментальными средствами разработчика.

Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное
Базовое ПО включает в себя:
• операционные системы;
• оболочки;
• средства сетевого доступа.
Сервисное (служебное) программное обеспечение - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

Классификация сервисного ПО
Диспетчеры файлов (файловые менеджеры)
Средства сжатия данных (архиваторы)
Средства просмотра и воспроизведения
Средства диагностики
Средства контроля (мониторинга)
Мониторы установки
Программы для оптимизации дисков
Средства коммуникации
Средства обеспечения компьютерной безопасности

Определение операционной системы
Под операционной системой обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который,
выступает в качестве интерфейса между аппаратурой компьютера и пользователем (посредством предоставления для пользователя расширенной машины),
обеспечивает повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Назначение ОС
1. Обеспечение удобного интерфейса пользователь - компьютер за счет предоставления следующих сервисов:
1.1. Инструменты для разработки программ
1.2. Автоматизация исполнения программ
1.3. Единообразный интерфейс доступа к устройствам ввода-вывода
1.4. Контролируемый доступ к файлам
1.5. Управление доступом к совместно используемой ЭВМ и ее ресурсам
1.6. Обнаружение ошибок и их обработка.
1.7. Учет использования ресурсов

Назначение ОС
2. Организация эффективного использования ресурсов ЭВМ:
2.1. Разрешение конфликтов между процессами, претендующими на один и тот же ресурс.
2.2. Планирование ресурса
2.3. Удовлетворение запросов на ресурсы
2.4. Отслеживание состояния и учет использования ресурса

Назначение ОС
3. Облегчение процессов эксплуатации аппаратных и программных средств вычислительной системы
3.1. Средства диагностики и восстановления работоспособности вычислительной системы и операционной системы:
- диагностические программы для выявления ошибок в конфигурации ОС;
- средства восстановления последней работоспособной конфигурации;
- средства восстановления поврежденных и пропавших системных файлов и др.
3.2. Широкий набор служебных программ (утилит), обеспечивающих резервное копирование, архивацию данных, проверку, очистку, дефрагментацию дисковых устройств и др.

Назначение ОС
4. Возможность развития
4.1. Исправления
4.2. Новые сервисы
4.2. Обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения

Функции операционной системы:
1. Управление процессами.
2. Управление памятью.
3. Управление файлами.
4. Управление внешними устройствами.
5. Защита данных и администрирование.
6. Интерфейс прикладного программирования.
7. Пользовательский интерфейс

Состав ОС
В составе ОС различают три группы компонентов:
ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
системные библиотеки;
оболочка с утилитами

Классификация ОС
Поддержка многозадачности.
Поддержка многопользовательского режима.
Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
Поддержка многонитевости.
Многопроцессорная обработка.

Файловые системы
Определения файловой системы
1. Файловая система – это набор соглашений, определяющих организацию данных на носителях информации. Наличие этих соглашений позволяет операционной системе, другим программам и пользователям работать с файлами и каталогами, а не просто с участками (секторами) дисков.
2. Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти, и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с такими данными.

Основные функции файловой системы:
• идентификация файлов
• распределение внешней памяти между файлами
• обеспечение надежности и отказоустойчивости
• обеспечение защиты от несанкционированного доступа
• обеспечение совместно доступа к файлам
• обеспечение высокой производительности

Логическая структура диска

Кластеры
Кластер - это минимальная единица размещения информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов дорожки.
Кластер имеет стандартизованные размеры равные в прошлом 512 байт и 4 096 байт в настоящее время.
В одном кластере хранится только один файл, если он меньше размера кластера, то все равно занимает весь кластер. Когда файл не помещается целиком в одном кластере, то он записывается кусочками по разным кластерам, необязательно соседним.

Пример заполнения кластеров
Предположим, что есть 9 кирпичей, из них 3 белых и 6 красных, а в контейнер помещается только 5 кирпичей одного типа. Чтобы хранить наши кирпичи нам понадобится 3 контейнера, хотя емкость двух контейнеров 10 кирпичей. Вот наглядная иллюстрация, как это происходит:

Обслуживание файловой системы включает следующие действия
создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов (папок) и присвоение имен;
переименование файлов и каталогов (папок);
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов.