Базовое программное обеспечение

Лекция 5-6. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

План лекции:

1. Базовое программное обеспечение

2. Операционные системы

3. Виды операционных систем

4. Базовые понятия операционных систем

5. Процессы и потоки

6. Управление памятью

7. Ввод-вывод

8. Файловые системы

Про­граммное обеспечение (ПО) распределено на несколько взаимодействующих между собой уровней. Каждый вышележащий уровень, опираясь на программное обеспечение нижележащих уров­нен, повышает функциональность всей системы:

1. Базовое ПО в архитектуре компьютера занимает особое положе­ние. С одной стороны, его можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, оно является одним из про­граммных модулей операционной системы.

2. Опе­рационная система (ОС) компьютеров. Задача таких программ – управление работой всех устройств компьютерной системы и орга­низация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в компьютера во время выполнения программ. Сюда относятся и програм­мы, обеспечивающие отображение информации на дисплее в удоб­ном для пользователя виде, диалоговые программы для общения на ограниченном естественном языке, а также системы трансляции, переводящие на машинный язык программы, написанные на языках программирования.

3. Служебные программы – это различные сервис­ные программы, используемые при работе или техническом обслу­живании компьютера: диагностические про­граммы, архиваторы, программы для борьбы с вирусами и другие вспомогательные программы. К ним примыкают програм­мы, обеспечивающие работу компьютеров в сети. Они реализуют се­тевые протоколы обмена информацией между машинами, работу с распределенными базами данных, телеобработку информации.

Вся совокупность программ, образующих ту программную сре­ду, в которой работает компьютер и называется системным программ­ным обеспечением. И чем богаче системное ПО, тем продуктивнее ста­новится работа на компьютере.

Рассмотрим более подробно программы, входящие в системное программное обеспечение компьютера.

Базовое программное обеспечение

Базовое ПО, или BIOS, представляет собой программу, которая отве­чает за управление всеми компонентами, установленными на мате­ринской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой составля­ющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особом категории компьютерных компонентов, занимая промежуточное по­ложение между аппаратурой и программным обеспечением.

Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода. Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с ап­паратурой. В последнее время ее назначение и функции значитель­но расширились.

Второй важной функцией BIOS является процедура тестирова­ния (POST – Power On Self Test) всего установленного на материн­ской плате оборудования (за исключением дополнительных плат рас­ширения), проводимая после каждого включения компьютера. В процедуру тестирования входят:

¾ проверка работоспособности системы управления электро­питанием;

¾ инициализация системных ресурсов и регистров микросхем;

¾ тестирование оперативной памяти;

¾ подключение клавиатуры;

¾ тестирование портов;

¾ инициализация контроллеров, определение и подключение же­стких дисков.

В процессе инициализации и тестирования оборудования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, храня­щейся в CMOS – специальной энергозависимой памяти, расположен­ной на системной плате. Хранение данных в CMOS поддерживается специальной батарейкой, а информация обновляется всякий раз при изменении каких-либо настроек BIOS. Таким образом, именно эта память хранит последние сведения о системных компонентах, теку­щую дату и время, а также пароль на вход в BIOS или загрузку операционной системы (если он установлен). При выходе из строя, повреждении или удалении батарейки все данные в CMOS-памяти обнуляются.

Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является начальная загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загру­жать операционную систему не только с гибкого или жесткого дис­ка, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров. Оп­ределив тип устройства загрузки, BIOS приступает к поиску программы – загрузчика ОС на носителе или переадресует запрос на загрузку на BIOS другого устройства. Когда ответ получен, программа загрузки помешается в оперативную память, откуда и происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств операци­онной системы.

С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию – управление потребляемой мощностью, а с появ­лением материнских плат форм-фактора (стандартизированный раз­мер) ATX (Advanced Technology extended – расширенная продвину­тая технология) – и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configu­ration and Power Interface — продвинутый интерфейс конфигури­рования и управления потребляемой мощностью). Существует так­же спецификация АРМ (Advanced Power Management — продвинутое управление потребляемой мощностью). Отличие их состоит в том, что ACPI выполняется в основном средствами ОС, а АРМ — сред­ствами BIOS.

Фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения для BIOS, очень мало. Из наиболее известных можно выделить три: Award Software (Award BIOS)? American Megatrends, Inc. (AMI BIOS) и Microid Research (MR BIOS). Но на подавляющем большинстве компьютеров сегодня применяются различные версии BIOS компа­нии Award Software.

Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограм­мируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате (на этой микросхеме есть яркая голографическая наклейка с логотипом фирмы – разработчика ПО для BIOS).