Системное программное обеспечение. Лекция 1

1.

СИСТЕМНОЕ
ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ

2.

План семестра
За посещение лекции - 0.5 балла
За посещение сдвоенной лекции - 1 балл
Участие в семинаре - 1 балл
Домашнее задание - 25 баллов (срок сдачи – 5
неделя)
Рубежный контроль – 23 балла (8 неделя)

3.

Основные определения
■ Программа — это данные, предназначенные для управления конкретными
компонентами системы обработки информации (СОИ) в целях реализации
определенного алгоритма.
Программа — это данные
■ Программное обеспечение (ПО) — совокупность программ СОИ и программных
документов, необходимых для их эксплуатации.
■ Системное программное обеспечение — это комплекс программ, которые
обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной
системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода,
сетевое и коммуникационное оборудование и т.п.
■ Операционная система, ОС — базовый комплекс компьютерных программ,
обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с
файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

4.

Ряд необходимых свойств ПО
■ Необходимость документирования
■ Эффективность
■ Надежность
■ Возможность сопровождения

5.

Системное программирование
■ Системная программа — программа, предназначенная для поддержания работоспособности СОИ
или повышения эффективности ее использования.
■ Системное программирование — это процесс разработки системных программ (в том числе,
управляющих и обслуживающих).
■ Прикладная программа — программа, предназначенная для решения задачи или класса задач в
определенной области применения СОИ.
■ Промежуточное ПО (middleware) — совокупность программ, осуществляющих управление
вторичными (конструируемыми самим ПО) ресурсами, ориентированными на решение
определенного (широкого) класса задач.
■ Утилиты - программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или
обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств,
оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном
диске информации и т.п.).

6.

Системное программное обеспечение
Базовое программное
обеспечение
Операционная система
Операционная оболочка
Сетевая операционная
оболочка
Сервисное программное
обеспечение (утилиты)
Программы диагностики
работоспособности компьютера
Антивирусные программы
Программы обслуживания
дисков
Программы архивирования
данных
Программы обслуживания
сети

7.

Основные концепции операционных
систем
Cовременные компьютерные системы построены по трём принципам Джона фон
Неймана:
■ Программное управление
■ Однородность
■ Адресность
Компоненты компьютерных систем

8.

Центральный процессор
■ Центральный процессор извлекает программу из памяти, декодирует и исполняет
команды, переходит к следующей команде согласно текущей команде.
Псевдопараллелизм: каждому
процессу выделяется квант
процессорного времени, по истечение
которого управление передается
другому процессу (это действие
называют переключением контекста).
Пример пcевдопараллелизма

9.

Память
Конфигурация памяти компьютера определяется в основном тремя параметрами:
■ Объём;
■ Быстродействие;
■ Стоимость.
Между этими противоречивыми характеристиками
существует компромисс, который представляет собой
иерархию памяти.
Особое значение имеет основная память.
Регистровая память хранит операнды команд,
Кэш используется для хранения самых используемых
участков памяти
Основная память хранит исполняющиеся программы
Внешняя – сохраняет данные и программы между
запусками.
Иерархия видов памяти

10.

Управление вводом-выводом
Взаимодействие с устройствами ввода-вывода может
происходить тремя способами:
программируемый ввод-вывод;
ввод-вывод с помощью прерываний;
прямой доступ к памяти (Direct Memory Access,
DMA).

11.

Программируемый ввод-вывод: процессор явно обращается к
контроллеру внешнего устройства, вызывая управляющие
команды и обмениваясь данными.
Механизм прерываний: выполнение программы в процессоре
может быть прервано, когда данные на внешнем устройстве
готовы для чтения или записи – при этом запускается
специальная функция-обработчик прерывания, затем
выполнение исходной программы возобновляется.
При использовании прямого доступа к памяти, процессор не
участвует в процессе ввода-вывода – за копированием данных
из устройства в основную память следит специальный
контроллер прямого доступа к памяти.