Состав операционной системы.

Важнейшим достоинством большинства ОС является модульность. Это свойство позволяет объединить в каждом модуле определенные логически связанные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, это можно сделать путем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

Большинство ОС состоит из следующих основных модулей:

· базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System);

· загрузчик операционной системы (Boot Record);

· ядро ОС;

· драйверы устройств;

· командный процессор;

· внешние команды (файлы).

Базовая система ввода-вывода (BIOS) – это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции ввода-вывода. Они хранятся в ПЗУ компьютера и записываются туда при изготовлении материнской платы. Данная система, по сути, «встроена» в компьютер и является одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

Первая функция BIOS – автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. При обнаружении ошибки на экран выводится соответствующее сообщение и / или выдается звуковой сигнал.

Далее BIOS осуществляет вызов блока начальной загрузки операционной системы, находящейся на диске (эта операция выполняется сразу по окончании тестирования). Загрузив в ОЗУ этот блок, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь загружает другие модули ОС.

Еще одна важная функция BIOS – обслуживание прерываний. При возникновении определенных событий (нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок мыши, ошибка в программе и т.д.) вызывается одна из стандартных подпрограмм BIOS по обработке возникшей ситуации.

Загрузчик операционной системы – это короткая программа, находящаяся в первом секторе любого загрузочного диска (дискеты или диска с операционной системой). Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передаче им дальнейшего управления ЭВМ.

Ядро ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

- файловая система (отвечает за размещение информации на устройствах хранения);

- система управления памятью (размещает программы в памяти);

- система управления программами (осуществляет запуск и выполнение программ);

- система связи с драйверами устройств (отвечает за взаимодействие с внешними устройствами);

- система обработки ошибок;

- служба времени (предоставляет всем программам информацию о системном времени).

Модуль расширения BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять драйверы, обслуживающие дополнительные устройства.

Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем определено в BIOS.

Драйверы устройств – это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от аппаратуры и делают пользовательские программы независимыми от ее особенностей.

Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы; необходимость и порядок их загрузки указываются в специальных файлах конфигурации. Такая схема облегчает подключение к машине новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы ОС.

Общесистемное ПО

Общесистемное ПО содержит набор программных средств, которые предназначены для повышения эффективности использования вычислительных комплексов САПР и производительности труда персонала, обслуживающего эти комплексы. К функциям общесистемного ПО относятся:

· управление процессом вычислений;

· ввод, вывод и частично обработка информации;

· диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования;

· решение общематематических задач;

· хранение, поиск, сортировка, модификация данных, необходимых при проектировании, защита их целостности и защита от несанкционированного доступа;

· контроль и диагностика работы вычислительного комплекса.

Три первые и последняя из указанных функций реализуются в современных вычислительных комплексах на базе операционных систем (ОС), т.е. комплекса программ, управляющих ходом выполнения рабочих программ и использованием всех ресурсов вычислительного комплекса (ВК).

Для решения общематематических задач в состав общесистемного ПО включают соответствующие библиотеки стандартных программ. Для хранения и использования различных данных создаются специальные системы управления базами данных (СУБД).

Специальное ПО

Системное программное обеспечение САПР может быть исполь­зовано для разных САПР, близких по функциональному назначе­нию, разработанных на основе общих концепций, например для САПР различных технических объектов. Системное программное обеспечение САПР разрабатывается с четкой ориентацией на кон­кретные ЭВМ и, следовательно, на используемые операционные системы. Оно является, по существу, продолжением операцион­ной системы и обеспечивает:

управление процессом вычислений;

ввод, вывод, контроль и обработку информации;

оперативную корректировку информации;

хранение, поиск, анализ и защиту информации;

диалоговую связь пользователя с ЭВМ в процессе проектиро­вания;

контроль и диагностику выполняемых проектных операций. Системное программное обеспечение САПР в соответствии с перечисленными функциями включает в себя: управляющую программу;

программу ввода и обработки входной информации;

трансляторы проблемно-ориентированных входных языков;

системы или программы управления базами данных;

программы обработки и выдачи проектной документации, включая чертежи.

При создании конкретных САПР может возникнуть необходи­мость и в других программах, реализующих те или иные функции. Но в каждом случае при разработке системного программного обеспечения САПР учитывается технология проектирования из­делий или группы изделий, требования и состав специального программного обеспечения, структура и объем переработки ин­формации и т.д.

Собственно, специальное программное обеспечение САПР, предназначено для выполнения автоматизиро­ванного проектирования объекта.

В состав специального программного обеспечения САПР вклю­чаются прикладные программы или пакеты прикладных программ, ориентированные на решение конкретных задач, и сервисные про­граммы, выполняющие в рамках САПР сервисные функции и обес­печивающие использование полученных результатов.

Таким образом, специальное программное обеспечение САПР направлено на решение определенного круга проектных задач. Именно это программное обеспечение является в первую очередь предметом разработки системы. От его характеристик и особенно­стей определяющим образом зависят функциональные возмож­ности САПР.

Специальное программное обеспечение не может функциони­ровать без общесистемного программного обеспечения, поэтому его можно рассматривать как узкоспециализированное продолже­ние общесистемного обеспечения ЭВМ и САПР.

Решение задач автоматизированного проектирования сложных объектов, как правило, невозможно организовать в рамках одно­го программного модуля. При создании САПР сложных объектов необходимо использовать блочно-иерархический подход, в основу которого положена декомпозиция (раз­биение) сложной задачи на ряд более простых. Похожий принцип заложен и в организацию специального программного обеспече­ния САПР. Модульный принцип программирования предполагает разбиение проекта на отдельные программные модули в началь­ной стадии проектирования и объединение независимо разрабо­танных программных модулей на конечной стадии.