Операционная система windows относится к уровню

Системное программное обеспечение — это совокупность программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютера.

К таким программам относятся: операционные системы, драйверы различных устройств, утилиты.

Операционная система (ОС) — комплекс программ, которые обеспечивают совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляют доступ к его различным ресурсам.

Основными функциями операционной системы являются:

  • организация взаимодействия между аппаратными устройствами компьютера и пользователем;
  • запуск и выполнение прикладных программ;
  • обмен данными между периферийными устройствами и прикладными программами;
  • организация работы файловой системы;
  • распределение ресурсов и др.

Сегодня нам привычно видеть на мониторе окна графического интерфейса, но так было не всегда. Первая операционная система персонального компьютера была очень похожа на окно командной строки Windows и выглядела так:

окно dos.jpg

Рис. \(1\). Окно первой операционной системы

Такая система могла выполнять только одну задачу (однозадачная). Чтобы в ней работать, пользователю было необходимо знать много команд для работы, поэтому часто возле компьютера лежала книга с перечнем команд. Название операционной системы — MS DOS (Microsoft Disk Operating System).

Все современные операционные системы имеют графический интерфейс и являются многозадачными (пользователь может одновременно работать в нескольких программах).

Самыми распространёнными операционными системами являются Windows, MacOS, Linux.

В состав операционной системы входят:

  • начальный загрузчик — программа, которая начинает процесс загрузки операционной системы;
  • система управления памятью;
  • система ввода/вывода — организует обмен данными между устройствами;
  • командный процессор — программа, которая выполняет команды, введённые пользователем, а также команды, записанные на специальном языке программирования;
  • утилиты — программы для проверки и настройки компьютера.

Все эти системы имеют графический интерфейс, являются многозадачными, но разработаны различными компаниями. Самой распространённой является Windows.

С появлением смартфонов и планшетов появились новые операционные системы: Android, iOS.

В отличие от операционных систем для ПК эти операционные системы обеспечивают работу с сенсорными экранами, сотовой связью, средствами GPS-навигации и другими средствами.

Для быстрого решения задач, от задержки которых, например, зависит жизнь или может произойти авария, используют операционные системы реального времени. Самыми распространёнными являются QNX, Windows CE, VxWorks и LynxOS.

Утилиты — это служебные программы, которые помогают проверять и настраивать компьютеры.

К утилитам относятся следующие программы:

  • разбивки жёсткого диска на разделы;
  • файловые менеджеры: Total Commander, Free Commander, Finder (macOS), Krusader (Linux);
  • проверки диска;
  • антивирусные программы;
  • программы-архиваторы;
  • для проверки устройств: AIDA, HDDScan и другие;
  • сетевые утилиты для проверки связи, например ping (Windows);
  • программы для сканирования и распознавания текста, например Foxit Reader.

Для обмена данными между ядром операционной системы и внешними устройствами (принтером, сканером и др.) используются специальные программы, называемые драйверами.

В Windows \(10\), например, уже не возникает необходимости скачивать дополнительно драйверы для установленной операционной системы, но Windows \(7\) требует дополнительных драйверов.

Вновь подключённые периферийные устройства (принтеры, МФУ и др.) требуют подкачки драйверов.

В любой операционной системе хранение каталогов и файлов организуется в виде определённой файловой системы.

Файловая система — это система хранения файлов и каталогов на внешнем носителе.

Различают файловые системы: одноуровневые (все файлы хранятся на носителе), многоуровневые (хранение файлов организовано в каталогах и подкаталогах).

В операционной системе существует такая возможность, как поиск нужных файлов и папок.

Поисковая система — это программный комплекс, который предназначен для поиска компьютерных объектов (папок, файлов, принтеров).

Существует два вида поиска:

1) через поисковую строку на панели задач;

поиск.jpg

Рис. \(2\). Поисковая строка Windows

2) через программу «Проводник».

Рис. \(3\). Поиск с помощью программы «Проводник»

Источники:

Рис. 1. Окно первой операционной системы. © ЯКласс.

Рис. 2. Поисковая строка Windows. © ЯКласс.

Рис. 3. Поиск с помощью программы «Проводник». © ЯКласс.

В статье рассказывается:

О чем речь? Программное обеспечение является совокупностью программ для обработки информации. Одним из самых известных ПО считается операционная система Windows, под управлением которой работает 88 % компьютеров в мире.

Какое существует? Есть несколько классификаций программного обеспечения. Например, по способу распространения (бесплатное, коммерческое и пр.) или по назначению (системное, прикладное и т. д.). Разберем же, что такое ПО и как оно устроено.

В статье рассказывается:

  1. Ключевые понятия программного обеспечения
  2. 3 основных вида программного обеспечения
  3. Классификация программного обеспечения
  4. Пройди тест и узнай, какая сфера тебе подходит:
    айти, дизайн или маркетинг.

    Бесплатно от Geekbrains

Ключевые понятия программного обеспечения

Назначение программного обеспечения заключается в осуществлении управления электронными и механическими частями компьютера. ПО – это весьма гибкая система, обладающая возможностью усовершенствования. Программный продукт, оперирующий информацией, превращает аппаратную часть ПК в комплекс, при помощи которого можно решать самые различные задачи.

Ключевые понятия программного обеспечения

Ключевые понятия программного обеспечения

Жизненный цикл любого компьютерного программного обеспечения состоит из трех основных стадий: написание, работа и поддержка. Сам процесс написания условно подразделяется на 6 этапов:

  • Постановка задачи.
  • Создание концепции.
  • Выработка алгоритма.
  • Формирование и компиляция.
  • Выявление ошибок и отладка.
  • Завершение процедур по оформлению документации.

Особенности ПО:

  • Практически любым процессом можно управлять определённым набором инструкций.
  • Затруднение разработки состоит в сложности его оцифровки.
  • Создание нового ПО осуществляется на ПК с установленным программным обеспечением.
  • Написание кода менее трудоёмкая операция, чем его отладка и настройка управления.
  • Программное обеспечение пользователя является методом реализации поставленных задач.

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Уже скачали 34217

3 основных вида программного обеспечения

Можно выделить три основных типа программного обеспечения:

Системное программное обеспечение

Оно служит для управления и распределения памяти и иных ресурсов для обеспечения работоспособности других приложений. К этому виду ПО относятся OS, СУБДД, утилиты, среды программирования.

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение

Это программы, предназначенные для решения задач пользователя. Их также называют приложениями.

Этот тип используемого программного обеспечения обладает огромным разнообразием.

К таким приложениям можно отнести:

  • Универсальное ПО. Используется повсеместно практически всеми пользователями.
  • Специализированные программы. Такие пакеты, как правило, находят применение при решении узкопрофессиональных задач.
  • Программное обеспечение для развлечения. Львиную долю этой ниши занимают компьютерные игры.

В качестве примеров прикладного программного обеспечения можно выделить следующие: текстовые, графические, видео- и аудиоредакторы, веб-обозреватели, антивирусные пакеты, комплексы для проектирования в различных профессиональных областях, проигрыватели, архиваторы и огромное множество других.

Инструментальное программное обеспечение

Оно необходимо при проектировании приложений. Такой вид ПО предназначен для разработчиков софта. Среди них: линковщики, компиляторы, трансляторы, сборники подпрограмм и пр.

Приведем примеры:

  • Turbo Paskal — интегрированная среда программирования для разработки консольных приложений.
  • Borland C++ служит для разработки Windows приложений. Поддерживает объектно-ориентированный подход к программированию.
  • Embarcadero Delphi предназначена для создания ПО для различных операционных систем (MicrosoftWindows, macOS, Android, iOS) при помощи языка Delphi.
  • Microsoft Visual Studio — это комплексный продукт, позволяющий проектировать как консоли, так и программы с графическим интерфейсом.

Только до 19.05

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Уже скачали 52300

Классификация программного обеспечения

Любое основное программное обеспечение классифицируется в зависимости от различных признаков. Целью создания ПО является, прежде всего, создание комфортных условий для работы человека, а также удовлетворение и других его потребностей.

Классификация программного обеспечения

Классификация программного обеспечения

Бурное развитие «железа» (аппаратной части персонального компьютера) и применение компьютеров в самых различных областях деятельности повлекло за собой значительный прогресс ПО. Какое программное обеспечение было ещё совсем недавно? Как правило, с узконаправленной специализацией: одни служили строго для решения конкретного типа задач, другие же предназначались для иной сферы применения.

Теперь совсем другая картина. Многие прежде специализированные программы эволюционировали до мощных пакетов, с помощью которых можно комплексно подходить к разноплановой работе. Также появились инновационные методики разработки OS.

По режиму эксплуатации

Предварительно определяется количество пользователей. По этому критерию ПО делится на:

  • Персональное. Поступает в распоряжение единственного пользователя, который защищает доступ паролем.
  • Коллективное. Используется в работе группой людей.
  • Сетевое. Позволяет работать каждому, у кого есть доступ.

Читайте также!

Разработка программного обеспечения: факторы, процессы, этапы

Разработка программного обеспечения: факторы, процессы, этапы

По масштабу

Масштабность программного обеспечения имеет зависимость от объёма информации, которую оно способно обработать, будь это специфическая динамически подключаемая библиотека или мощная БД. Различают:

  • малое;
  • среднее;
  • большое.

По стабильности

Программное обеспечение устройства считается стабильным, если в течение длительной эксплуатации в разных режимах наблюдается его бесперебойная работа. Как правило, оно не нуждаются в выпуске патчей.

Недавно разработанное ПО, не прошедшее всестороннюю проверку, чаще всего работает менее устойчиво, поэтому создатели выпускают сервис-паки, исправляющие ошибки и расширяющие функционал. Несмотря на это обстоятельство, такой софт пользуется определённым спросом по причине отсутствия альтернатив.

Программное обеспечение устройства

Программное обеспечение устройства

Классифицируют по трем категориям:

  • Надёжное. Исправления не нужны либо носят незначительный, в основном косметический, характер.
  • Среднее. Подвергается периодическим исправлениям.
  • Нестабильное. При эксплуатации всплывают критические ошибки, приводящие даже к «зависанию». Требуется постоянная правка.

По функционалу

Программное обеспечение, в том числе и операционное, может уметь решать как одну конкретную проблему, так и целый комплекс задач в зависимости от области применения. Классификация по этому параметру:

  • Машинно-логическое. Предназначено для представления обеспечения в виде двоичного кода.
  • Интерфейсное. Этот тип ПО имеет тенденцию развития к интуитивно-понятному уровню, представляя двоичный код в виде, удобном для работы конечного пользователя.
  • Аппаратно-механическое. Программное обеспечение управления различными элементами компьютера.
  • Командно-программное. Осуществляет создание условий для передачи информации для выполнения определённого алгоритма.
  • Прикладное. Основная функция заключается в выполнении различных манипуляций с массивом данных с целью решения конкретной задачи.

По защищенности

Многие государственные структуры и коммерческие компании по понятным причинам уделяют вопросу защиты данных самое пристальное внимание. Любая утечка информации чревата репутационным и финансовым ущербом. Потому и подбираются комплексные антивирусные решения, вводится строгий контроль доступа к базам данных, которые дополнительно подвергаются эффективному шифрованию.

По требованию надежности

Пользователи небольших фирм даже в погоне за свободно распространяемым софтом вряд ли рискнут устанавливать сомнительные программы.

ПО может быть:

  • из проверенных источников;
  • сомнительного содержания.

Программное обеспечение устройства

Программное обеспечение устройства

По набору рабочих параметров

При установке любого программного обеспечения от него ожидают работоспособность в заявленном режиме. ПО бывает:

  • Гибким, требующим предварительной подготовки, или стационарным. Всё зависит от конкретных задач, которые пользователь намерен решать.
  • Многофункциональным. То есть с его помощью возможна работа по различным направлениям.
  • С полным циклом. Такое ПО позволяет решать задачу без привлечения сторонних программ.

По языку программирования

От этого фактора в определённой степени зависит функциональность. Различают:

  • Низкоуровневые — это система инструкций, интерпретируемая непосредственно физическими устройствами ПК.
  • Машинно-ориентированные. Эти языки программирования отражают структуру компьютера по типу данных.
  • Алгоритмические. Программы, написанные на таких языках, функционируют безотносительно архитектуры машины.
  • Процедурно-ориентированные. Описывают алгоритм решения как набор процедур.
  • Проблемно-ориентированные. Предназначены для решения однотипных задач.

От используемого языка в значительной степени зависит аппаратное и программное обеспечение.

По сфере применения

Классификация осуществляется по области использования. ПО должно обладать интуитивно-понятным интерфейсом. Программное обеспечение по этому критерию подразделяются на следующие типы:

  • Общего назначения. Предназначены для самой широкой аудитории. Примеры: электронные таблицы, текстовые, видео- и аудиоредакторы, веб-обозреватели.
  • Методо-ориентированное. Отличается от других категорий реализацией в алгоритме какого-либо определённого способа решения.
  • Проблемно-ориентированное. Создано для решения определённой задачи в конкретной функциональной сфере.

Программное обеспечение устройства

Программное обеспечение устройства

По методу вычисления и среде

Определяющие атрибуты:

  • сложность и разветвленность алгоритма;
  • степень определения и разработки действующих функций;
  • полнота и системность функций обработки;
  • тип файловой системы;
  • разрядность процессора.

По рангу пользователя

В зависимости от занимаемой должности:

  • специалист — урезанный функционал, обеспечивающий выполнение обязанностей;
  • руководитель — дополнительные возможности;
  • директор — почти полный доступ ко всем функциям;
  • владелец — фулл-версия.

Ищете идеальный старт в мире IT? Познакомьтесь с основами программирования, базами данных, системами аналитики и многим другим. Выберите специализацию с помощью полного курса для начинающих разработчиков. Научитесь решать сложные задачи, работать в команде профессионалов и достигать успеха в сложных IT-проектах.

Пользователи компьютеров в организации могут иметь различный доступ к базам данных и некоторой другой информации.

По требованию к мощности ПК

По уровню пользователей:

  • Рядовой клиент. Как правило, компьютер оснащен офисным набором программного обеспечения, позволяющим простому работнику решать задачи в пределах своей компетенции.
  • Пользователь с расширенными правами. Снабжается ПК с большей производительностью, обеспечивающей комфортную работу мощных пакетов прикладных программ.
  • Топ — это, как правило, индивидуальный компьютер с максимальным функционалом.

По назначению

Этот параметр подразумевает следующее разделение:

  • разработанные по индивидуальному заданию конкретного заказчика;
  • программы для самой широкой аудитории.

По доступу к информации

Данные, хранящиеся в сети фирм, могут быть предоставлены в распоряжение не всем сотрудникам. Степень защиты:

  • свободная — все работники имеют доступ;
  • ограниченная — вход и пользование разрешены группе лиц;
  • индивидуальная — допускаются только конкретные люди.

Читайте также!

Тестирование программного обеспечения: разбираемся в деталях

Тестирование программного обеспечения: разбираемся в деталях

По потреблению информации

В зависимости от доступа сотрудников им:

  • разрешены просмотр и редактирование;
  • разрешено чтение для всех, редактирование ограничено узким кругом специалистов;
  • запрещено вносить изменения;
  • закрыт доступ к информации всем, кроме определённых людей.

Программное обеспечение имеет стойкую тенденцию к постоянному совершенствованию и объединению функционала, который ранее обеспечивался совершенно различными по назначению продуктами. Например, операционные системы всё больше приобретают признаки искусственного интеллекта.

Дарим скидку от 60%
на курсы от GeekBrains до 18 мая

Уже через 9 месяцев сможете устроиться на работу с доходом от 150 000 рублей

Забронировать скидку

В связи с возросшими запросами пользователей и взрывным ростом производительности компьютеров, позволяющим создавать мощные программы, с трудом поддающиеся традиционной классификации, производятся такие продукты, как электронный голосовой помощник, системы распознавания рукописного текста, голоса, лица и множество других не менее впечатляющих решений.

Для рядовых пользователей работа с ПК под управлением Windows — это как полёт в самолёте. С одной стороны дико тошнит от багов и глюков, а с другой – выйти всё равно некуда. Zip File, мамкины хаЦкеры. С вами Денчик и нынче мы наконец-то обсудим верхние уровни устройства операционной системы Windows. Рассмотрим детально процесс загрузки, архитектурные особенности и нюансы. Ну и конечно же разберём потенциальные уязвимости, которые могут встречаться в операционных процессах данной системы. Если вам интересна данная тема и вы давненько хотите узнать, что же скрывается в неё под капотом. Тогда устраивайтесь по удобней, наливайте свежую порцию чего-нибудь по забористей и приготовьтесь к путешествию в полную Виндузятню. Погнали.

Но перед тем, как мы начнём обсуждение основной темы, я бы хотел рассказать вам о партнёрах данного выпуска, хостинг-провайдере FirstVDS. FirstVDS — это крупный хостинг-провайдер, который на рынке уже 20 лет. 6 декабря ребята начали отмечать юбилей, и в честь этого праздника запустили крутейшую акцию. Что же будет 6 декабря? Будут скидки, занимательная статистика для клиентов, розыгрыш техники Apple и игра FirstRunner. Игра FirstRunner была создана разработчиками специально к 20-летию FirstVDS. Участникам предлагается помочь Ферст Джону пробежать от медленного 2002 до сверхбыстрого 2022. Играйте, ищите пасхалки, входите в ТОП и получайте дополнительный подарки. Каждому клиенту, который поиграет в игру, выпадает возможность выиграть макбук, айфон, плейстейшн или сертификаты на баланс. FirstVDS будет ждать всех на странице акции с 6 по 13 декабря! Присоединяйтесь по ссылке в описании к видео. 

Стандартное устройство машины

Ну а мы возвращаемся к основной теме нашего выпуска. Как вы помните, эталонно любая машина состоит у нас из процессора, исполняющего команды программ, быстрой памяти (ОЗУ), дискового пространства для долговременного хранения и подключения к сетке.

Касательно этих терминов вроде бы всё просто и очевидно, однако и по сей день многие ITшники называют «программами» то, что на поверку является приложением. Не путайте пожалуйста. Это совершенно разные вещи.

Окей. В целом картина выглядит следующим образом. На прикладном уровне находятся вышеупомянутые приложения. Они взаимодействуют непосредственно с операционной системой.

В данном случае под операционной системой я подразумеваю совокупность ядра (Kernel) и драйверов устройств. Последние соответственно относятся к самому нижнему, так называемому, железному уровню.

Сегодня мы будем акцентировать внимание на среднем, операционном уровне, который позволяет железу работать с протоколами, методами, периферийной историей и прочими интересными штуками.

Для того, чтобы не писать драйвера для каждого мало-мальски значимого устройства посредством ассемблера, умные дядьки придумали операционные системы.

Ключевые версии Windows

Если речь заходит о Windows, то тут можно выстроить поистине гигантский таймлайн из версий. Я специально включил в подборку не все, а только наиболее значимые версии мелкомягкой ОСи.

Из тех, с которыми вы ещё можете столкнуться тут Windows XP. Я буквально пару лет назад работал в крупной конторе, где 90% парка состояло из ХРюш и никого это особо не парило. Как говорится, лучшее, враг хорошего.

Windows Server 2003 был весьма прорывным и дико сложным для освоения на то время. Именно с него начинается эпоха сисадминства в России. Восьмой сервер в свою очередь был чутка дружелюбнее.

Однако почему-то дико тяжёлым и ел столько оперативы, что запустить его на одной физической тачке с Касперским было практически нереально.

А учитывая то, что SSDшников ещё не было от слова совсем, удовольствия админы получили изрядную порцию.

Седьмая Винда имела кучу проблем с совместимостью. Хотя со временем с помощью обнов и сервис-паков это исправили. Точно также Мелкомягкие допилили и Восьмой сервер выпустив R2 версию, которая, как по мне и по сей день является практически идеальным решением для мелких и средних контор.

Ну про остальные ОСи говорить в целом особо нечего, ибо вы и сами можете попробовать их в деле у себя дома или на рабочих местах.

По 16 серваку в связке с 10 виндой в роли клиента у меня кстати есть целый авторский видеокурс. Можете чекнуть как-нибудь на досуге, если любите иногда развиваться, а не только писю гонять.

Также для развития очень полезно ежедневно учить команды для оперативного взаимодействия с командной строкой системы.

Как показывает практика, если вы шарите, то набрать команду можно в разы быстрее, нежели тыкать мышью в иконки. Рекомендую.

Application Programming Interface (API)

Интерфейс программного взаимодействия или API позволяет одной программе взаимодействовать с другой. Например, приложению с Windows.

API также имеют разные версии. Для 32 разрядных ОС они одни, для 64 разрядных другие.

Если в теме, напишите в комментах по каким причина 32 разрядные операционки до сих пор существуют и почему в самом ближайшем будущем их исчезновение в принципе невозможно.

Даю подсказку. Это как-то связано с особенностями программ. Как вы помните, программа – это набор инструкций для выполнения. Тут всё логично. Однако давайте помимо программы введём ещё такое понятие, как процесс.

Процесс – это совокупность из загруженного и исполняемого набора инструкций и контейнера для ресурсов. Ни больше ни меньше.

Любой процесс обладает рядом особенностей. Наиболее важным для вас из этого списка является PID. Он же Process ID. Он же идентификатор процесса.

Давайте сразу рассмотрим пример. Как видно в таскменеджере, запущенная программа, в данном случае блокнот, может в момент работы создавать несколько разных процессов.

Один процесс может запускать целое дерево из созависимых процессов. И каждый процесс в этом дереве будет иметь равные права. Это же работает в обратную сторону.

Т.е. если вы хлопните какой-нибудь процесс Explorer, всё что так или иначе связано с интерфейсом у вас отвалится. Это в целом достаточно удобная штука. Также для расширенной работы с процессами рекомендую юзать Sysinternals.

Это такой набор расширенных системных инструментов Windows от Марка Руссиновича, позволяющий получить больше информации, чем при апеллировании стандартными инструментами.

Внутри процессов у нас существуют потоки исполнения (threads). Т.е. то, что Windows может запускать на ядре процессора на исполнение.

Также внутри работающего процесса есть как минимум один поток. Windows выделяет каждому потоку квант времени для выполнения на процессоре и быстро переключает исполняющиеся потоки.

Именно это и создаёт так называемую иллюзию «параллельности» работы приложений. Ключевая идея тут заключается в разделении задач на разные потоки, чтобы не было «подвисаний».

Например, один поток рисует графический интерфейс, а другой — выполняет сложную работу. Всё, как в жизни. От каждого по возможностям на благо общего дела.

Архитектура

Windows и приложения – это, как мы знаем исполняемый код, поэтому существует задача ограничения возможностей приложений. В современных процессорах (речь про x64) по дефолту определены 4 уровня привилегий.

Про UserMode мы с вами уже поговорили в общих чертах. Kernel же, являясь по сути ядром, даёт доступ к процессору и всей оперативной памяти.

Т.е. когда пользовательскому процессу необходимо выполнить операцию, требующую повышенных привилегий, например, блокнот хочет сохранить файл на диск.

Наш процесс самостоятельно вызывает соответствующий сервис в ядре. Там выполняется специальная команда, переводящая вызывающий поток в kernel mode, а после завершения возвращающая его обратно в user.

Именно поэтому все путные вирусы хотят заломиться именно в Kernel. Ибо доступ к железу возможен только на уровне ядра, а значит для какой-то реальной пакости требуются повышенные привилегии.

Память

Фундаментально вся память представляется, как непрерывная адресуемая последовательность байт, где операционная система занимает верхние адреса, к которым у пользовательских процессов доступа нет.

Поскольку процессов много, Windows распределяет между ними участки памяти так, что для процесса они как бы непрерывные, однако на самом деле это не так.

Т.е. в моменте процессор не видит этих пробелов. Для него есть только синенькие полосочки или только зелёненькие. Такие вот специфические особенности области видимости.

Если есть нужда посмотреть более детальную информацию о карте памяти процесса, то можно воспользоваться ещё одной утилитой от Руссиновича под названием VMMap.

Для примера я, как обычно, запустил стандартный блокнот. С помощью данной программы наглядно видно, что помимо самого файла notepad.exe (он будет в самом низу списка), загружается много dll файлов.

Библиотеки DLL

DLL (они же Dynamic-link library) – это специальный формат файлов, позволяющий хранить исполняемый код (т.е. инструкции), которые могут использоваться различного рода процессами.

Процессы подгружают библиотеки и используют описанные в ней функции. Поэтому если мы в VMMap’е прочекаем разные приложения, то увидим, что стандартные библиотеки используются одни и те же.

В основном это будут Кернелы. Именно эти библиотеки служат своеобразным слоем, который транслирует документированные вызовы функций в вызовы к сервисам Windows.

Глобально разделение на Kernel Mode и User Mode со стороны выглядит следующим образом. В самом низу мы видим вариант Мелкомягкого гипервизора. Эта деталь не является обязательной.

Если точнее, то она актуальна для ситуаций, когда на одном железе крутится несколько операционных систем. Само ядро, согласно схеме, находится над ХАЛом (набором общих инструкций).

При этом ядро загружается при старте машины и берёт управление на себя. А гипервизор, хоть и исполняется в 0-ом кольце, но при этом изолирует себя от ядра и может как бы «наблюдать» за всей ситуацией со стороны.

Или как говорят умные дядьки, осуществляет мониторинг. В самом User Mode выделяется 4 типа процессов: пользовательские — процессы, получаемые из обычных (т.е. устанавливаемых пользователем или предустановленных) приложений;

Сервисы (они же службы) — чаще всего процессы, которые выполняются в «фоновом режиме», например, службы печати, службы индексирования.

Environment Subsystems — поддержка различных окружений (ранее поддерживалось POSIX, сейчас только Windows). Поэтому обратной совместимости нет.

Ну и само-собой различного рода системные процыки. Уже упомянутый POSIX (Portable Operating System Interface) — это набор стандартов, предназначенный для организации совместимости между ОС.

Начиная с Windows 10, в состав операционки вошла подсистема WSL (Windows Subsystem for Linux). И как понятно из названия она предоставляет возможность запуска Linux-приложений из командной строки.

Вернее, так работала первая версия. WSL 2 уже представляет собой отдельную виртуалку на гипервизоре и даёт гораздо больше возможностей для сисадминов и безопасников в плане доступа к кишкам ОСи.

Ключевые файлы и драйвера

Теперь что касается ключевых файлов в системе. На слайде представлены основные каталоги, которые необходимо запомнить. Современные версии ОС Windows не позволяют как-либо работать с ними.

Однако во времена Windows 2000 вы могли удалить с компьютера папку system32 и тем самым провести небольшой саботаж. Папка окажется в корзине, восстановить вы её не сможете, винда зависнет, но при этом не выключится.

Короче, ад и Израиль. Благо, что мелкомягкие пофиксили этот забавный баг. Но сам факт существования такой вот хурмы заставляет задуматься о тщетности бытия.

Ладненько, помимо файлов есть ещё драйвера, которые представляют собою программный код, обеспечивающий поддержку той или иной функциональности устройств, протоколов и файл-систем.

Системные драйвера располагаются в каталоге System32\Drivers, а пользовательские — в произвольных каталогах, выбираемых в момент инсталляции.

Загрузка

Процесс загрузки компьютера начинается не с работы операционной системы Windows, а с работы встроенного ПО — BIOS.

BIOS зашит в материнскую плату и отвечает за базовую инициализацию оборудования и процедуру самотестирования (она же POST).

BIOS анализирует диски в установленном порядке для поиска MBR (Master Boot Record) — специальным образом оформленной области на диске.

Сам MBR загружает Boot Manager, который уже непосредственно и запускает ОС.

Для Windows это каталог %SystemDrive%\bootmgr (к слову в файловой системе он не отображается).

Ну а дальше Boot Manager загружает так называемый Windows Loader (файлик winload.exe), который уже будит наш Kernel, т.е. загружает ядро Винды.

Вот такой вот хитро**ный процесс. А вы это даже не цените. Давайте резюмирую. Сначала BIOS, затем Boot Manager, далее Loader и только затем ядро, а после уж и рабочий стол с пышногрудой девицей.

Есть ещё вариант с UEFI. Это такой интерфейс, пришедший на смену BIOS, который позволяет писать приложения, подписывать их и проверять конечную подпись.

Собственные UEFI есть у Samsung, ASUS и других популярных вендеров. Схематически работа этой истории выглядит следующим образом.

Да, возможно чутка сложнее, чем в случае с классическим BIOS, зато в разы дружелюбнее для конечного пользователя.

Помимо прочего есть ещё утилиты позволяющие модифицировать BOOT-систему. Например, bcdedit. Либо msconfig, если предпочитаете графический интерфейс. Если захотите поковырять, рекомендую делать это на виртуалке.

И последнее о чём мне бы хотелось сегодня поговорить – это процесс smss.exe. Данный процесс запускает ядро session manager subsystem.

Он же первый процесс в user mode. Который в свою очередь загружает цепочку процессов, отвечающих за выполнение дальнейшей процедуры инициализации.

Ее мы с вами подробно разберём в следующем видео из цикла информационная безопасность с нуля до джуна.

Так что, если не хочешь пропустить это дело и более детально изучить механизмы безопасности операционной системы Windows – обязательно подпишись на канал кликнув на колокольчик.

Не пойму правда, какого лешего ты не сделал этого раньше, но всё-таки дам шанс и возможность исправить карму по-братски, раз уж ты так напрягся и досмотрел ролик до этой минуты.

Окей, друзья. Нынче мы рассмотрели общую архитектуру ОС Windows и базовый процесс загрузки. Тот, что происходит непосредственно до загрузки ядра.

На следующей лекции мы с вами уже подробно поговорим о процессе загрузки и механизмах безопасности, предоставляемых данной операционной системой.

Не забываем сделать домашнее задание по теме лекции. Ссылочка, как обычно, будет закреплена в описании. Ну и если урок зашёл – не пожидитесь и отблагодарите жирнейшим лайкосиком.

Вам не напряжно пару раз по экранчику тапнуть, а мне дико приятно. Приятно осознавать, что работа над контентом происходит не зря и среди современных ITшников есть спрос на инфу с уклоном в ИБ.

Ладненько. С вами, как обычно, был Денчик. В заключении, по традиции, желаю всем удачи, успеха и самое главное, отличного настроения.

Берегите себя и данные своих пользователей. Не позволяйте криворуким ломать винду. Для этого регулярно делайте бэкапы на сервер с наиболее важных тачек. И будем вам счастье.

Помните, технологии – это весело. Во всяком случае, если речь идёт об IT. Тут без креативности, улыбки и хорошего чувства юмора в принципе никуда. Унынение – главный враг любого развития.

Капец, я, как всегда, под конец видео ударяюсь в никому не нужную диванную философию. Всё короче. До новых встреч, мои кайфные друже. Всем пока.

Тема 3. Операционные системы персонального компьютера

3.1. Классификация видов программного обеспечения

Под
программным обеспечением ЭВМ понимается
совокупность программ, процедур и правил
вместе со связанной с этими компонентами
документацией, позволяющих использовать
вычислительную технику для решения
различных задач. Программное обеспечение
призвано обеспечить работоспособность
ЭВМ, облегчить взаимодействие пользователя
с ЭВМ, расширить ресурсы вычислительной
системы, повысить эффективность их
использования, повысить производительность
и качество труда пользователя.

Программное
обеспечение подразделяется на три
группы (рисунок 3.1.).

Рисунок
3.1. Классификация программного обеспечения

Системное
программное обеспечение

минимальный
набор программных средств, обеспечивающих
работу компьютера
.
К нему также относится сервисное
программное обеспечение
— программы и программные комплексы,
которые расширяют возможности базового
программного обеспечения и организуют
более удобную среду работы пользователя
.

В
системное (базовое) программное
обеспечение входят операционные системы;
операционные оболочки (текстовые и
графические); сетевая операционная
система.

Современным
операционным системам присущи следующие
функциональные особенности: многозадачность,
многопоточность, виртуальная память,
многопроцессорная обработка.

Многозадачность
(механизм, позволяющий выполнять на
компьютере несколько задач), т.е.
способность самостоятельно, в зависимости
от ситуации, передавать или забирать
управление у того или иного приложения,
что не позволяет одному приложению
занимать все аппаратные ресурсы.

Многопоточность.
Для более эффективного использования
ресурсов компьютера задачи делятся на
отдельные потоки,
каждому из которых также назначается
приоритет и выделяется интервал
процессорного времени.

Виртуальная
память
.
В
оперативной памяти применяется разделение
ее адресного пространства на отдельные
непересекающиеся области и выделение
таких областей каждому запущенному
приложению. Таким образом, каждая
отдельная программа работает в отведенном
ей сегменте памяти, не конфликтуя с
другими программами. Из-за ограниченности
оперативной памяти, механизм виртуальной
памяти
выделяет
часть памяти на внешних устройствах
(жестком диске), что в дальнейшем
рассматривается системой как продолжение
оперативной памяти. Возникает так
называемый файл
подкачки
.

Симметричная
многопроцессорная обработка (Symmetric
MultiProcessing, SMP)

– это способность операционной системы
работать с компьютером, в котором
установлены два и более процессора

Сервисное
программное обеспечение —
расширение
базового программного обеспечения
компьютера, набор дополнительно
устанавливаемых программ, которые
классифицируют по функциональному
признаку следующим образом:

  • программы
    диагностики работоспособности
    компьютера;

  • антивирусные
    программы, обеспечивающие защиту
    компьютера, обнаружение и восстановление
    зараженных файлов;

  • программы
    обслуживания дисков, обеспечивающие
    проверку качества поверхности магнитного
    диска, контроль сохранности файловой
    системы на логическом и физическом
    уровнях, сжатие дисков, создание
    страховых копий дисков, резервирование
    данных на внешних носителях и др.;

  • программы
    архивирования данных, обеспечивающие
    процесс сжатия информации в файлах с
    целью уменьшения объема памяти для ее
    хранения;

  • программы
    обслуживания сети.

Прикладное
программное обеспечение
включает
прикладные программы, которые
непосредственно обеспечивают выполнение
необходимых работ для пользователей.
Прикладные программы, как правило,
являются пакетами программ. Пакет
прикладных
программ — комплекс
взаимосвязанных программ для решения
задач определенного класса конкретной
предметной области
.

К
этому классу пакетов относятся офисные
пакеты,

обеспечивающие
организационное управление деятельностью
офиса
(
текстовые
и табличные процессоры, средства
презентационной графики, органайзеры,
программы-переводчики, средства проверки
орфографии и распознавания текста,
коммуникационные программные средства)
и интегрированные
пакеты
,
представленные
набором нескольких программных продуктов,
функционально дополняющих друг друга,
поддерживающих единые информационные
технологии и реализуемые на общей
вычислительной и операционной платформе.

Инструментальные
программные системы
,
обеспечивают процесс создания новых
программ для компьютера и представляют
собой совокупность программ и программных
комплексов, обеспечивающих технологию
разработки, отладки и внедрения,
создаваемых программных продуктов.
Программные продукты данного класса
поддерживают все технологические этапы
процесса проектирования, программирования
(кодирования), отладки и тестирования
создаваемых программ. Пользователями
технологии программирования являются
системные и прикладные программисты.

В
данном классе различают следующие
группы программных продуктов.

  1. Средства
    для создания приложений

    совокупность
    языков и систем программирования, а
    также различные программные комплексы
    для отладки и поддержки создаваемых
    программ;

  2. СASE-технология
    (Computer-Aided
    System Engineering
    ),
    представляющая методы анализа,
    проектирования и создания программных
    систем и предназначенная дли автоматизации
    процессов разработки и реализации
    информационных систем.

Одной
из первых была операционная система
MSDOS,
представляющая собой однозадачную и
однопользовательскую систему с командным
интерфейсом. К операционным системам
нового поколения относятся системы
семейства Windows
(
Windows–98,
2000,
XP,
NT);
UNIX;
OS|2
и другие.

Windows–95
(98, 2000, Millennium Editor, ХР и другие)

это высокопроизводительные, многозадачные
и многопотоковые 32-разрядные системы
с графическим интерфейсом и расширенными
сетевыми возможностями.

Системы
поддерживают 16-разрядные приложения
без всякой их модификации и представляют
собой интегрированные среды, обеспечивающие
обмен текстовой, графической, звуковой
и другой информацией.

Системы
также поддерживают мультимедиа, включая
лазерный проигрыватель, просмотр
видеодисков, делают более эффективным
использование Web
за счет применения всех возможностей
компьютера к интерактивному содержимому
Internet.

OS|2

эта операционная система (фирмы IBM)
отличается надежностью, имеет большое
число бизнес-приложений, с ней совместимы
DOS-приложения,
и по своей идеологии она сходна с
системами типа Windows.

Операционная
система
UNIX

представляет собой одну из альтернатив
семейству операционных систем Windows.
Это многозадачная и многопользовательская
операционная система, обладает простым
пользовательским интерфейсом, ее легко
понимать, изменять, переносить на другие
аппаратные платформы. Файловая система
представлена в иерархической форме,
обеспечивает единый интерфейс доступа
к данным и к периферийным устройствам.

LINUX
– является полной многозадачной и
многопользовательской операционной
системой, поддерживает национальные и
стандартные клавиатуры, разные типы
файловых систем для хранения данных,
обеспечивает полный набор протоколов
TCP|IP
для работы в сети. Система компактна,
отличается высоким уровнем надежности.

Классификация
операционных систем.

По числу
одновременно работающих пользователей
операционные системы подразделяют на
однопользовательские (MS
DOS,
Windows3.x,
ранние версии OS|2)
и многопользовательские (UNIX,
Windows
NT).

По
числу одновременно выполняемых задач
системы могут быть однозадачными (MS
DOS,
MSX)
и многозадачными (UNIX,
Windows-95,OS|2).

По
принципу рациональности использования
процессорного времени операционные
системы могут быть системами с
невытесняющей многозадачностью (NetWare,
Windows3.x)
и системами с вытесняющей многозадачностью
(Windows
NT,
UNIX,
OS|2).

Лекция
№6

Одной
из функций операционной системы является
организация файловой системы, которая
обеспечивает взаимодействие программ
с различными физическими устройствами
компьютера — накопителями на магнитных
дисках и магнитных лентах, устройствами
ввода и вывода и т.д. Файловая система
обеспечивает выполнение двух видов
функций: создание, удаление, изменение
атрибутов файлов и т.д.; чтение, запись,
поиск и т. д.

Файл

это
поименованная
область структурированных данных на
машинном носителе. На диске файл не
требует для своего размещения непрерывного
пространства, обычно он занимает
свободные кластеры в разных частях
диска. Сведения о номерах этих кластеров
хранятся в специальной FAT-таблице.
Кластер
является минимальной единицей пространства
диска, которое может быть отведено
файлу.

В
файлах может храниться различная
информация: тексты, рисунки, чертежи,
таблицы и т.п. Любой файл характеризуют
следующие параметры: полное имя; объем
файла в байтах; дата создания файла;
время создания файла; специальные
атрибуты файла (R
(
Read
only)
– только для чтения, H
(
Hidden)
– скрытый файл, S
(
System)
– системный файл, A
(
Archive)
– архивированный файл).

Каждый
файл имеет обозначение, которое состоит
из двух частей: имени и расширения. Имя
файла всегда уникально. Оно образуется
не более чем из восьми символов, причем
используются только буквы латинского
алфавита.

Тип
файла (расширение) служит для характеристики
хранящейся в нем информации и образуется
не более чем из трех символов, причем
используются только буквы латинского
алфавита. Расширение всегда начинается
с точки, например AT.bas,
B.com.
Установлен ряд соглашений по заданию
типа файла, например: .arj
– архивный файл;


.
bak
– копия файла; .bat
– командный файл;
.
com
– командный системный (исполнительный)
файл;
.
hlp
– файл справки;
.
exe
– исполняемый файл; .txt
– текстовый файл и др.

Шаблон
имени файла.
Операции
с группой файлов (копирование, удаление,
перемещение, поиск) легко выполнить,
пользуясь при формировании имен и типов
файлов шаблоном. Шаблон имени файла –
специальная форма, в которой в полях
имени и типа файла используются символы
«*» или «?».

Каталог
(папка)


это справочник файлов, папок и ярлыков
с указанием месторасположения их на
диске. Различают текущий (активный) и
пассивный каталоги. В активном каталоге
пользователь находится в текущее время.
Пассивный – это каталог, с которым в
данный момент времени не имеется связи.

Структуру
MSDOS
образуют следующие модули:


базовая система ввода-вывода BIOS
(Basic Imput /Output System
),
находящаяся в постоянной памяти
компьютера, и модуль расширения
возможностей BIOS
(представлен в виде файла с именем
IO.SYS);


базовый модуль в виде файла MSDOS.SYS
предназначен для управления ресурсами
компьютера, файловой системой и работой
программ;


командный процессор в виде файла с
именем COMMAND.COM.
Взаимодействие с ним осуществляется
при помощи команд. Резидентные команды
входят в состав самого командного
процессора. Транзитные команды являются
файлами типа EXE
или
COM,
входящими в состав операционной системы
DOS
и хранящимися в каталоге, как правило,
с именем DOS;


внешние команды и драйвера, утилиты в
виде файлов .COM,
.EXE, .SYS
.
Внешняя команда – это программа, выдающая
пользователю ряд простых запросов без
специального интерфейса. Внешние
драйвера выполняются без диалога и
поставляются отдельно от MS
DOS
;


системный загрузчик SB
всегда размещается на диске в нулевом
секторе. Его назначение — поиск и загрузка
с диска в оперативную память двух файлов
IO.SYS
и MSDOS.SYS,
а также запуск модуля расширения BIOS.

Команда
операционной системы состоит
непосредственно из имени и параметров,
разделенных пробелами. Для ввода команды
в ЭВМ следует набрать эту команду на
клавиатуре и нажать клавишу Enter.

Работа
с дисками —

для смены дискового устройства необходимо
набрать имя нового дискового устройства
с двоеточием и нажать клавишу Enter.

Например:
смена диска D:
на диск C:
производится командой D:
\ >
C:

После этого на экране появляется
следующее приглашение C:
\ >_

Просмотр
содержимого диска.

Dir
— просмотр содержимого текущего диска;

Dir
/P
/W
[дисковод:] – просмотр содержимого
диска (P
постраничный просмотр, W

вывод краткого содержания).

Работа
с файлами


для создания текстовых файлов – команда
Copy
con
[дисковод:][путь \] имя файла;


для удаления файла – команда Del
[
дисковод: ] [ путь \ ] имя файла.


для переименования файлов – команда
Ren
[дисковод:] [путь \ ] имя файла новое имя
файла;


для копирования файлов – команда Copy
[дисковод:] [путь \ ] имя файла [дисковод:]
[путь \ ] имя файла.

Если
имя файла не указано, то файл копируется
с тем же именем.


для вывода файла на экран – команда
Type
[дисковод:] [путь \ ] имя файла;


для вывода файла на печать – команда
Copy
[дисковод:] [путь \ ] имя файла Prn.

Работа
с каталогами.


для входа в каталог – команда CD
[дисковод:] [путь \ ] имя каталога;


для выхода из каталога – CD
..

;


для изменения текущего каталога – CD
[дисковод: ] путь;


для выхода в корневой каталог – CD\;


для создания каталога– MD
[дисковод:] путь;


для удаления каталога – RD
[дисковод:]
путь;


для просмотра каталога – DIR
[дисковод: \ путь] [имя файла] [/P]
[W].

Лекция
№7

Операционные
системы Windows
имеют следующие особенности:


оконный графический интерфейс, окно –
это основное поле действия;


многозадачность;


использования длинных имен файлов и
каталогов до 255 символов (в MSDOS
имя файла не превышает 11 символов);


преимущественное использование мыши
для операций над объектами;


стандартная система меню, форм отчетов
и операции обработки;


полная независимость от аппаратуры;


совместимость со всеми видами приложений
для MSDOS;


реализация принципа создания Рабочего
стола.

Окно

это специальным образом обрамленная и
оформленная прямоугольная область на
экране для размещения объектов и
выполнения операций над ними.

Папка

это логическая емкость, в которой можно
сгруппировать любые элементы: документы,
отдельные файлы, другие папки, ярлыки.

Ярлык
– представляет собой файл, содержащий
указатель на некоторый объект в дереве
ресурсов и обеспечивающий быстрый
доступ к нему. Наличие ярлыка не изменяет
местоположение файла, оно упрощает его
открытие.

Меню

это список команд, из которых пользователь
делает выбор. Это набор объединенных
по функциональному признаку пунктов,
каждый из которых означает команду.
Выбор пункта равносилен выдаче той
команды, которая с ним ассоциируется
при работе с программой.

Рабочий
стол

– это титульный лист системы. На нем
могут размещаться значки пиктограмм
с надписями папок (собственных и
системных), файлов с программами и
документами, ярлыков для папок, файлов
и устройств.

Кроме
того, на Рабочем столе находится Панель
задач с кнопкой Пуск.

Системными
называются
папки, которые создаются и обслуживаются
самой операционной системой.

Панель
задач

– отображает список исполняемых в
данный момент приложений и облегчает
переключение между ними.

Все
Windows-программы
можно отнести к следующим трем группам.

Первая
группа

– это программы, постоянно присутствующие
на Рабочем столе: «Мой компьютер»,
«Корзина», «Проводник».

Вторая
группа

– это Стандартные программы Windows,
к которым относятся группы программ
«Развлечения», служебных программ,
программы Блокнот, Pаint,
Word
Pad,
Калькулятор и некоторые другие.

Третья
группа

– специальные программы: текстовый
(MSWord)
и табличный (MSExcel)
процессоры, система управления базой
данных (MSAccess),
организации презентаций (Power
Point)
и
ряд других.

Интерфейс
это
набор средств взаимодействия, связи и
сопряжения, облегчающих работу
пользователя с компьютером. Основные
элементы интерфейса –
меню,
панели инструментов, Панель задач и
строки состояния.

Операционная
система Windows
позволяет создавать комплексные
документы, содержащие несколько разных
типов данных, обеспечивать совместную
работу нескольких приложений при
подготовке одного документа, переносить
и копировать объекты между приложениями.

Система
Windows
располагает средствами интеграции,
которые позволяют выполнять совместную
обработку приложений. К ним относятся:


буфер
обмена

– специальная область памяти, которая
используется для пересылки данных между
приложениями и документами. Можно
выделить какой-либо объект, поместить
его для хранения в буфер обмена, а затем
его можно вставить либо в другое место
того же документа, либо в другой документ
того же или совсем другого приложения.
Для такого обмена используются команды
Вырезать, Копировать, Вставить;


технология
OLE
(связь
и внедрение объектов)

позволяет объединить в одном документе
объекты разного происхождения, например,
текст, фотографию, музыку. Внедрять эти
объекты можно либо через буфер обмена,
либо командой Специальная вставка
(Правка — Вставить);


конвертирование
(или преобразование)

файлов – предполагает изменение
формата файла-документа. Например, файл
формата «Текстовый файл» преобразуется
в «Документ Word»
и наоборот;


импорт
и экспорт


операция, где данные одного файла/документа
по определенным соглашениям пересылаются
в другой файл/документ;


динамический обмен данными

– разработан набор специальных
соглашений (протоколов) об обмене данными
между приложениями.

К
управляющим Windows–программам
относятся:


диспетчер
программ

это
центральная
управляющая программа, осуществляющая
начало и завершение большинства
процессов. Из нее запускаются
Windows-приложения.
Сеанс работы в Windows
заканчивается завершением Диспетчера
программ;


диспетчер
файлов

это вспомогательная программа,
обеспечивающая управление файловой
системой. Принципы хранения файлов в
среде DOS
и Windows
одинаковы. Диспетчер файлов показывает,
на каких дисках, какие каталоги и файлы
доступны, и к какому типу эти файлы
относятся;


диспетчер
задач

– предназначен для управления
несколькими, параллельно работающими
приложениями, переключения с одной
задачи на другую, для закрытия приложений.
С помощью Диспетчера задач можно
упорядочить расположение окон и
пиктограмм параллельно работающих
приложений;


диспетчер
памяти

– осуществляет управление распределением
памяти;


диспетчер
конфигурации

– планирует выделение адресов вновь
устанавливаемым устройствам;


диспетчер
печати



предназначен для управления процессом
печати, устанавливается очередность и
приоритет при печати нескольких
документов. Закрывается Диспетчер
автоматически по команде с клавиатуры
или через системное меню. При этом печать
документа прекращается.

Служебные
приложения предназначены для обслуживания
компьютера и операционной системы. Они
позволяют находить и устранять дефекты
файловой системы, оптимизировать
настройки программного и аппаратного
обеспечения, автоматизировать рутинные
операции по обслуживанию компьютера.

Служебные
приложения Windows
X
P
вызываются командами Пуск, Программы,
Стандартные, Служебные. В их число входят
программы активизации Windows,
архивации данных, восстановления
системы, дефрагментации диска, очистки
диска, назначенные задания и таблица
символов.

Windows
XP

является следующей — после Windows
2000

и Windows
Millennium
.
В Windows
XP

осуществлена эффективная интеграция
сильных сторон Windows
2000

(основанной на отраслевых стандартах
системы безопасности, высокой надежности
и управляемости) с лучшими характеристиками
системы Windows
Me
,
такими как простой в применении интерфейс
пользователя, возможности технологии
Plug
and Play

и новые принципы организации службы
технической поддержки. Были разработаны
две версии для пользователей домашних
компьютеров и бизнес-пользователей:
Windows
XP Home Edition

и Windows
XP Professional.

Сохранив
ядро Windows
2000
,
операционная система Windows
XP

обрела новое внешнее оформление. Одним
из нововведений стала возможность
применения несколькими пользователями,
работающими на одном компьютере, функции
быстрого переключения пользователей.
При переключении не требуется, чтобы
ранее работавший на компьютере
пользователь выходил из системы, сохраняя
открытые им файлы. Для каждого такого
сеанса требуется дополнительно около
2 МБ оперативной памяти. Поэтому для
обеспечения надежной работы в
многопользовательском режиме
рекомендуется, чтобы объем оперативной
памяти составлял не менее 128 МБ.

Система
UNIX
получила распространение на машинах с
различной мощностью обработки, от
микропроцессоров до больших ЭВМ,
обеспечивая на них общие условия
выполнения программ. Система состоит
из двух частей. Одну составляют программы
и сервисные функции, другая часть
является собственно операционной
системой, поддерживающей эти программы
и функции.

Популярность
системы UNIX
объясняется следующими причинами:

  • система
    многопользовательская и многозадачная,
    благодаря чему каждый пользователь
    может одновременно выполнять несколько
    процессов;

  • архитектура
    машины скрыта от пользователя, что
    облегчает процесс написания программ
    для различных конфигураций аппаратных
    средств;

  • система
    написана на языке высокого уровня,
    благодаря чему ее легко читать, понимать,
    изменять и переносить на другие машины;

  • наличие
    довольно простого пользовательского
    интерфейса, в котором имеется возможность
    предоставлять все необходимые
    пользователю услуги;

  • наличие
    элементарных средств, позволяющих
    создавать сложные программы из более
    простых;

  • наличие
    иерархической файловой системы, легкой
    в сопровождении и эффективной в работе;

  • обеспечение
    согласования форматов в файлах, работа
    с последовательным потоком байтов,
    благодаря чему облегчается чтение
    программ;

  • наличие
    простого, последовательного интерфейса
    с периферийными устройствами.

Лекция
№8

Для рядовых пользователей работа с ПК под управлением Windows — это как полёт в самолёте. С одной стороны дико тошнит от багов и глюков, а с другой – выйти всё равно некуда. Zip File, мамкины хаЦкеры. С вами Денчик и нынче мы наконец-то обсудим верхние уровни устройства операционной системы Windows. Рассмотрим детально процесс загрузки, архитектурные особенности и нюансы. Ну и конечно же разберём потенциальные уязвимости, которые могут встречаться в операционных процессах данной системы. Если вам интересна данная тема и вы давненько хотите узнать, что же скрывается в неё под капотом. Тогда устраивайтесь по удобней, наливайте свежую порцию чего-нибудь по забористей и приготовьтесь к путешествию в полную Виндузятню. Погнали.

Но перед тем, как мы начнём обсуждение основной темы, я бы хотел рассказать вам о партнёрах данного выпуска, хостинг-провайдере FirstVDS. FirstVDS — это крупный хостинг-провайдер, который на рынке уже 20 лет. 6 декабря ребята начали отмечать юбилей, и в честь этого праздника запустили крутейшую акцию. Что же будет 6 декабря? Будут скидки, занимательная статистика для клиентов, розыгрыш техники Apple и игра FirstRunner. Игра FirstRunner была создана разработчиками специально к 20-летию FirstVDS. Участникам предлагается помочь Ферст Джону пробежать от медленного 2002 до сверхбыстрого 2022. Играйте, ищите пасхалки, входите в ТОП и получайте дополнительный подарки. Каждому клиенту, который поиграет в игру, выпадает возможность выиграть макбук, айфон, плейстейшн или сертификаты на баланс. FirstVDS будет ждать всех на странице акции с 6 по 13 декабря! Присоединяйтесь по ссылке в описании к видео. 

Стандартное устройство машины

Ну а мы возвращаемся к основной теме нашего выпуска. Как вы помните, эталонно любая машина состоит у нас из процессора, исполняющего команды программ, быстрой памяти (ОЗУ), дискового пространства для долговременного хранения и подключения к сетке.

Касательно этих терминов вроде бы всё просто и очевидно, однако и по сей день многие ITшники называют «программами» то, что на поверку является приложением. Не путайте пожалуйста. Это совершенно разные вещи.

Окей. В целом картина выглядит следующим образом. На прикладном уровне находятся вышеупомянутые приложения. Они взаимодействуют непосредственно с операционной системой.

В данном случае под операционной системой я подразумеваю совокупность ядра (Kernel) и драйверов устройств. Последние соответственно относятся к самому нижнему, так называемому, железному уровню.

Сегодня мы будем акцентировать внимание на среднем, операционном уровне, который позволяет железу работать с протоколами, методами, периферийной историей и прочими интересными штуками.

Для того, чтобы не писать драйвера для каждого мало-мальски значимого устройства посредством ассемблера, умные дядьки придумали операционные системы.

Ключевые версии Windows

Если речь заходит о Windows, то тут можно выстроить поистине гигантский таймлайн из версий. Я специально включил в подборку не все, а только наиболее значимые версии мелкомягкой ОСи.

Из тех, с которыми вы ещё можете столкнуться тут Windows XP. Я буквально пару лет назад работал в крупной конторе, где 90% парка состояло из ХРюш и никого это особо не парило. Как говорится, лучшее, враг хорошего.

Windows Server 2003 был весьма прорывным и дико сложным для освоения на то время. Именно с него начинается эпоха сисадминства в России. Восьмой сервер в свою очередь был чутка дружелюбнее.

Однако почему-то дико тяжёлым и ел столько оперативы, что запустить его на одной физической тачке с Касперским было практически нереально.

А учитывая то, что SSDшников ещё не было от слова совсем, удовольствия админы получили изрядную порцию.

Седьмая Винда имела кучу проблем с совместимостью. Хотя со временем с помощью обнов и сервис-паков это исправили. Точно также Мелкомягкие допилили и Восьмой сервер выпустив R2 версию, которая, как по мне и по сей день является практически идеальным решением для мелких и средних контор.

Ну про остальные ОСи говорить в целом особо нечего, ибо вы и сами можете попробовать их в деле у себя дома или на рабочих местах.

По 16 серваку в связке с 10 виндой в роли клиента у меня кстати есть целый авторский видеокурс. Можете чекнуть как-нибудь на досуге, если любите иногда развиваться, а не только писю гонять.

Также для развития очень полезно ежедневно учить команды для оперативного взаимодействия с командной строкой системы.

Как показывает практика, если вы шарите, то набрать команду можно в разы быстрее, нежели тыкать мышью в иконки. Рекомендую.

Application Programming Interface (API)

Интерфейс программного взаимодействия или API позволяет одной программе взаимодействовать с другой. Например, приложению с Windows.

API также имеют разные версии. Для 32 разрядных ОС они одни, для 64 разрядных другие.

Если в теме, напишите в комментах по каким причина 32 разрядные операционки до сих пор существуют и почему в самом ближайшем будущем их исчезновение в принципе невозможно.

Даю подсказку. Это как-то связано с особенностями программ. Как вы помните, программа – это набор инструкций для выполнения. Тут всё логично. Однако давайте помимо программы введём ещё такое понятие, как процесс.

Процесс – это совокупность из загруженного и исполняемого набора инструкций и контейнера для ресурсов. Ни больше ни меньше.

Любой процесс обладает рядом особенностей. Наиболее важным для вас из этого списка является PID. Он же Process ID. Он же идентификатор процесса.

Давайте сразу рассмотрим пример. Как видно в таскменеджере, запущенная программа, в данном случае блокнот, может в момент работы создавать несколько разных процессов.

Один процесс может запускать целое дерево из созависимых процессов. И каждый процесс в этом дереве будет иметь равные права. Это же работает в обратную сторону.

Т.е. если вы хлопните какой-нибудь процесс Explorer, всё что так или иначе связано с интерфейсом у вас отвалится. Это в целом достаточно удобная штука. Также для расширенной работы с процессами рекомендую юзать Sysinternals.

Это такой набор расширенных системных инструментов Windows от Марка Руссиновича, позволяющий получить больше информации, чем при апеллировании стандартными инструментами.

Внутри процессов у нас существуют потоки исполнения (threads). Т.е. то, что Windows может запускать на ядре процессора на исполнение.

Также внутри работающего процесса есть как минимум один поток. Windows выделяет каждому потоку квант времени для выполнения на процессоре и быстро переключает исполняющиеся потоки.

Именно это и создаёт так называемую иллюзию «параллельности» работы приложений. Ключевая идея тут заключается в разделении задач на разные потоки, чтобы не было «подвисаний».

Например, один поток рисует графический интерфейс, а другой — выполняет сложную работу. Всё, как в жизни. От каждого по возможностям на благо общего дела.

Архитектура

Windows и приложения – это, как мы знаем исполняемый код, поэтому существует задача ограничения возможностей приложений. В современных процессорах (речь про x64) по дефолту определены 4 уровня привилегий.

Про UserMode мы с вами уже поговорили в общих чертах. Kernel же, являясь по сути ядром, даёт доступ к процессору и всей оперативной памяти.

Т.е. когда пользовательскому процессу необходимо выполнить операцию, требующую повышенных привилегий, например, блокнот хочет сохранить файл на диск.

Наш процесс самостоятельно вызывает соответствующий сервис в ядре. Там выполняется специальная команда, переводящая вызывающий поток в kernel mode, а после завершения возвращающая его обратно в user.

Именно поэтому все путные вирусы хотят заломиться именно в Kernel. Ибо доступ к железу возможен только на уровне ядра, а значит для какой-то реальной пакости требуются повышенные привилегии.

Память

Фундаментально вся память представляется, как непрерывная адресуемая последовательность байт, где операционная система занимает верхние адреса, к которым у пользовательских процессов доступа нет.

Поскольку процессов много, Windows распределяет между ними участки памяти так, что для процесса они как бы непрерывные, однако на самом деле это не так.

Т.е. в моменте процессор не видит этих пробелов. Для него есть только синенькие полосочки или только зелёненькие. Такие вот специфические особенности области видимости.

Если есть нужда посмотреть более детальную информацию о карте памяти процесса, то можно воспользоваться ещё одной утилитой от Руссиновича под названием VMMap.

Для примера я, как обычно, запустил стандартный блокнот. С помощью данной программы наглядно видно, что помимо самого файла notepad.exe (он будет в самом низу списка), загружается много dll файлов.

Библиотеки DLL

DLL (они же Dynamic-link library) – это специальный формат файлов, позволяющий хранить исполняемый код (т.е. инструкции), которые могут использоваться различного рода процессами.

Процессы подгружают библиотеки и используют описанные в ней функции. Поэтому если мы в VMMap’е прочекаем разные приложения, то увидим, что стандартные библиотеки используются одни и те же.

В основном это будут Кернелы. Именно эти библиотеки служат своеобразным слоем, который транслирует документированные вызовы функций в вызовы к сервисам Windows.

Глобально разделение на Kernel Mode и User Mode со стороны выглядит следующим образом. В самом низу мы видим вариант Мелкомягкого гипервизора. Эта деталь не является обязательной.

Если точнее, то она актуальна для ситуаций, когда на одном железе крутится несколько операционных систем. Само ядро, согласно схеме, находится над ХАЛом (набором общих инструкций).

При этом ядро загружается при старте машины и берёт управление на себя. А гипервизор, хоть и исполняется в 0-ом кольце, но при этом изолирует себя от ядра и может как бы «наблюдать» за всей ситуацией со стороны.

Или как говорят умные дядьки, осуществляет мониторинг. В самом User Mode выделяется 4 типа процессов: пользовательские — процессы, получаемые из обычных (т.е. устанавливаемых пользователем или предустановленных) приложений;

Сервисы (они же службы) — чаще всего процессы, которые выполняются в «фоновом режиме», например, службы печати, службы индексирования.

Environment Subsystems — поддержка различных окружений (ранее поддерживалось POSIX, сейчас только Windows). Поэтому обратной совместимости нет.

Ну и само-собой различного рода системные процыки. Уже упомянутый POSIX (Portable Operating System Interface) — это набор стандартов, предназначенный для организации совместимости между ОС.

Начиная с Windows 10, в состав операционки вошла подсистема WSL (Windows Subsystem for Linux). И как понятно из названия она предоставляет возможность запуска Linux-приложений из командной строки.

Вернее, так работала первая версия. WSL 2 уже представляет собой отдельную виртуалку на гипервизоре и даёт гораздо больше возможностей для сисадминов и безопасников в плане доступа к кишкам ОСи.

Ключевые файлы и драйвера

Теперь что касается ключевых файлов в системе. На слайде представлены основные каталоги, которые необходимо запомнить. Современные версии ОС Windows не позволяют как-либо работать с ними.

Однако во времена Windows 2000 вы могли удалить с компьютера папку system32 и тем самым провести небольшой саботаж. Папка окажется в корзине, восстановить вы её не сможете, винда зависнет, но при этом не выключится.

Короче, ад и Израиль. Благо, что мелкомягкие пофиксили этот забавный баг. Но сам факт существования такой вот хурмы заставляет задуматься о тщетности бытия.

Ладненько, помимо файлов есть ещё драйвера, которые представляют собою программный код, обеспечивающий поддержку той или иной функциональности устройств, протоколов и файл-систем.

Системные драйвера располагаются в каталоге System32\Drivers, а пользовательские — в произвольных каталогах, выбираемых в момент инсталляции.

Загрузка

Процесс загрузки компьютера начинается не с работы операционной системы Windows, а с работы встроенного ПО — BIOS.

BIOS зашит в материнскую плату и отвечает за базовую инициализацию оборудования и процедуру самотестирования (она же POST).

BIOS анализирует диски в установленном порядке для поиска MBR (Master Boot Record) — специальным образом оформленной области на диске.

Сам MBR загружает Boot Manager, который уже непосредственно и запускает ОС.

Для Windows это каталог %SystemDrive%\bootmgr (к слову в файловой системе он не отображается).

Ну а дальше Boot Manager загружает так называемый Windows Loader (файлик winload.exe), который уже будит наш Kernel, т.е. загружает ядро Винды.

Вот такой вот хитро**ный процесс. А вы это даже не цените. Давайте резюмирую. Сначала BIOS, затем Boot Manager, далее Loader и только затем ядро, а после уж и рабочий стол с пышногрудой девицей.

Есть ещё вариант с UEFI. Это такой интерфейс, пришедший на смену BIOS, который позволяет писать приложения, подписывать их и проверять конечную подпись.

Собственные UEFI есть у Samsung, ASUS и других популярных вендеров. Схематически работа этой истории выглядит следующим образом.

Да, возможно чутка сложнее, чем в случае с классическим BIOS, зато в разы дружелюбнее для конечного пользователя.

Помимо прочего есть ещё утилиты позволяющие модифицировать BOOT-систему. Например, bcdedit. Либо msconfig, если предпочитаете графический интерфейс. Если захотите поковырять, рекомендую делать это на виртуалке.

И последнее о чём мне бы хотелось сегодня поговорить – это процесс smss.exe. Данный процесс запускает ядро session manager subsystem.

Он же первый процесс в user mode. Который в свою очередь загружает цепочку процессов, отвечающих за выполнение дальнейшей процедуры инициализации.

Ее мы с вами подробно разберём в следующем видео из цикла информационная безопасность с нуля до джуна.

Так что, если не хочешь пропустить это дело и более детально изучить механизмы безопасности операционной системы Windows – обязательно подпишись на канал кликнув на колокольчик.

Не пойму правда, какого лешего ты не сделал этого раньше, но всё-таки дам шанс и возможность исправить карму по-братски, раз уж ты так напрягся и досмотрел ролик до этой минуты.

Окей, друзья. Нынче мы рассмотрели общую архитектуру ОС Windows и базовый процесс загрузки. Тот, что происходит непосредственно до загрузки ядра.

На следующей лекции мы с вами уже подробно поговорим о процессе загрузки и механизмах безопасности, предоставляемых данной операционной системой.

Не забываем сделать домашнее задание по теме лекции. Ссылочка, как обычно, будет закреплена в описании. Ну и если урок зашёл – не пожидитесь и отблагодарите жирнейшим лайкосиком.

Вам не напряжно пару раз по экранчику тапнуть, а мне дико приятно. Приятно осознавать, что работа над контентом происходит не зря и среди современных ITшников есть спрос на инфу с уклоном в ИБ.

Ладненько. С вами, как обычно, был Денчик. В заключении, по традиции, желаю всем удачи, успеха и самое главное, отличного настроения.

Берегите себя и данные своих пользователей. Не позволяйте криворуким ломать винду. Для этого регулярно делайте бэкапы на сервер с наиболее важных тачек. И будем вам счастье.

Помните, технологии – это весело. Во всяком случае, если речь идёт об IT. Тут без креативности, улыбки и хорошего чувства юмора в принципе никуда. Унынение – главный враг любого развития.

Капец, я, как всегда, под конец видео ударяюсь в никому не нужную диванную философию. Всё короче. До новых встреч, мои кайфные друже. Всем пока.

Дисциплина:
ИТвПД

Специальность
34.02.01 «Сестринское дело»

Группы
9-2х и 11-1х

Лекция №3

«Программное обеспечение ПК.»

1.    Структура
программного обеспечения ПК

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной
системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера
применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным
обеспечением. Сам по себе компьютер не обладает
знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых
на компьютерах программах. Программное
обеспечение
 современных компьютеров включает миллионы программ
– от игровых до научных.

Программное
обеспечение, можно условно разделить на три категории:

1.                     
системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные
вспомогательные функции, например создание копий используемой информации,
выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств
компьютера и т.д.

2.                     
прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на
ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок,
обработка информационных массивов и т.д.

3.                     
инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее
разработку  новых программ для компьютера на языке программирования.

Структура программного обеспечения  компьютера (ПК)


Рис. 1.

К прикладному программному обеспечению относятся программы,
написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру
конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки –
примеры прикладного программного обеспечения.

Оба типа программного обеспечения взаимосвязаны и могут быть
представлены в виде диаграммы, изображенной на 
рис.2.1.
Как видно, каждая область тесно взаимодействует с другой.

Системное программное обеспечение обеспечивает
и контролирует доступ к
аппаратному обеспечению компьютера. Прикладное программное обеспечение взаимодействует с
аппаратными компонентами через системное. Конечные пользователи в основном работают с
прикладным программным обеспечением. Чтобы обеспечить аппаратную совместимость,
каждый тип программного обеспечения разрабатывается для конкретной аппаратной
платформы.

Системное программное обеспечение –
это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор, коммуникационные и периферийные
устройства.

Структура и назначение программного обеспечения


Рис. 2.1. Структура и назначение программного обеспечения

Программные
системы можно классифицировать по различным
признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком
является сфера (область) использования программных продуктов:

·                    
аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;

·                    
функциональные задачи различных предметных областей;

·                    
технология разработки программ.

Для
поддержки информационной технологии в этих областях выделяют соответственно три
класса программных продуктов, представленных на 
рис.2.2:

·                    
системное программное обеспечение;

·                    
прикладное программное обеспечение;

·                    
инструментальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение (System Software) –
совокупность программ и программных комплексов, предназначенная для обеспечения
работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение выполняет следующие
задачи:

·                    
создание операционной среды функционирования других программ;

·                    
обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и
вычислительной сети;

·                    
проведение диагностики, локализации сбоев, ошибок и отказов и
профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

·                    
выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование,
архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Классы программных продуктов


Рис. 2.2. Классы программных продуктов

Системное ПО

Системное программное обеспечение – это набор программ,
которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор, коммуникационные и периферийные
устройства. Программистов, которые создают системное программное обеспечение, называют системными
программистами.
Это программы общего
пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные
функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.

Другими словами,
системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например,
создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о
компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.

Системное программное
обеспечение
 (рис.2.3)
можно разделить на базовое программное обеспечение, которое, как правило,
поставляется вместе с компьютером, и сервисное программное обеспечение, которое может быть
приобретено дополнительно.

Базовое программное
обеспечение
 (base software) – минимальный набор программных средств,
обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение включает программы и
программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного
обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Структура системного программного обеспечения


Рис. 2.3. Структура системного программного обеспечения

В
базовое программное обеспечение
 входят:

·   операционная
система;

·   операционные
оболочки (обычно текстовые и графические);

·   сетевая
операционная система.

Операционная система предназначена
для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления
вычислительными ресурсами ЭВМ.

Сетевые
операционные системы
 – комплекс программ,
обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых
служб (управление файлами, электронная почта, аудио и видеоконференции, распределенные вычисления, процессы управления сетью и
др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют
архитектуру клиент-сервер или
одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные
вычислительные сети (ЛВС),
сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей.

Операционные оболочки – специальные программы,
предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной
системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты
интерфейса конечного пользователя, а в будущем возможны варианты речевого
интерфейса и распознавание рукописного
ввода данных. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации
для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность
работы конечного пользователя.

Сервисное ПО можно классифицировать по функциональному
признаку следующим образом:

·                    
программы диагностики работоспособности компьютера;

·                    
антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера,
обнаружение и восстановление зараженных файлов;

·                    
программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества
поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на
логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий
дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;

·                    
программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс
сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;

·                    
программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами.

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.).

В современных операционных системах такие утилиты могут быть
представлены, как, например, в Windows,
группами программ «стандартные» и «служебные». В них входит
ряд полезных программ: калькулятор, звукозапись, блокнот и др. В группе
«служебные» имеется ряд программ, расширяющих возможности
операционной системы: очистка и дефрагментация диска,
восстановление системы и т.п.

Прикладное ПО

Прикладные программы предназначены для того,
чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах
деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов,
разработчики прикладных программ большие усилия тратят на совершенствование и
модернизацию популярных систем, создание их новых версий. Новые версии, как
правило, поддерживают старые, сохраняя преемственность, и включают в себя
базовый минимум (стандарт)
возможностей.

К прикладному программному обеспечению относятся программы,
написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру
конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки –
примеры прикладного программного обеспечения.

Прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на
ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок,
обработка информационных массивов и т.д.

К
прикладному ПО, например, относятся:

1.                      
Комплект
офисных приложений MS OFFICE.

2.                      
Бухгалтерские
системы.

3.                      
Редакторы
HTML или Web – редакторы.

4.                      
Браузеры –
средства просмотра Web — страниц.

5.                      
Графические
редакторы.

Один из возможных вариантов классификации программных средств
(ПС), составляющих прикладное программное
обеспечение
 (ППО), отражен на 
рис.2.4.

Структура прикладного программного обеспечения


Рис. 2.4. Структура прикладного программного обеспечения

Несмотря на широкие возможности использования компьютеров для
обработки самой разной информации, самыми популярными являются программы,
предназначенные для работы с текстами – текстовые редакторы и издательские
системы.   

Текстовыми редакторами называют программы для
ввода, обработки, хранения и печатания текстовой информации в удобном для пользователя
виде. Эксперты оценивают использование компьютера в качестве печатающей машинки
в 80% всего времени задействования техники.

Большую популярность приобрели программы обработки графической
информации
. Компьютерная графика в
настоящее время является одной из самых динамично развивающихся областей
программного обеспечения. Она включает в себя ввод, обработку и вывод графической
информации – чертежей, рисунков, фотографий, картин, текстов и т. д. –
средствами компьютерной техники. Различные типы графических систем позволяют
быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или
видеокамеры, создавать анимационные ролики. Графические редакторы позволяют
пользоваться различным инструментарием художника, стандартными библиотеками изображений,
наборами стандартных шрифтов, редактированием изображений, копированием и
перемещением фрагментов по страницам
экрана и др.

Для выполнения расчетов и дальнейшей обработки числовой информации
существуют специальные программы – электронные таблицы. В процессе
деятельности любого специалиста часто требуется представить результаты работы в
виде таблиц, где одна часть полей занята исходными данными, а другая –
результатами вычислений и графического анализа. Характерными для них является
большой объем перерабатываемой информации, необходимость многократных расчетов
при изменении исходных данных. Автоматизацией подобной рутинной работы и
занимаются электронные таблицы.

Одним из наиболее перспективных направлений развития
вычислительной техники является создание специальных аппаратных средств для
хранения гигантских массивов информационных данных и последующей нечисловой
обработки их, чаще всего – поиска и сортировки. Для компьютерной обработки
подобных баз данных используют системы управления базами данных (СУБД). Последние
представляют собой набор средств программного обеспечения, необходимых для
создания, обработки и вывода записей баз данных.

К прикладному программному обеспечению относятся также
инструментальные программные
средства
 специального назначения. В настоящее время
создаются различные специальные программные системы целевого назначения,
предназначенные для работы специалистов в некоторой предметной области. Такие программы называют авторскими
инструментальными системами. Авторская система представляет
интегрированную среду с заданной интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнить
информационным содержанием своей предметной области.

Среди таких систем получили распространение экспертные системы.
Такие программы ведут себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной
области. Экспертные системы призваны решать задачи с неопределенностью и
неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний.
Кроме того, эти системы должны уметь объяснять свое поведение и свое решение.
Экспертные системы, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили
широкое распространение в различных областях науки (например, для классификации
животных и растений по видам,
для химического анализа), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов
лечения), в технике (поиск неисправностей
в технических устройствах, слежение за
полетом космических кораблей и спутников), в политологии и социологии,
криминалистике, лингвистике и т.д.

В последнее время широкую популярность получили программы
обработки гипертекстовой информации
Гипертекст – это форма организации текстового
материала не в линейной последовательности, а в форме указания возможных
переходов (ссылок), связей между отдельными его фрагментами. В обычном тексте
используется обычный линейный принцип размещения информации, и доступ к нему
(тексту) осуществляется последовательно. В гипертекстовых системах информация напоминает
текст энциклопедии, и доступ к
любому выделенному фрагменту текста осуществляется произвольно по ссылке.
Организация информации в гипертекстовой форме используется при создании
справочных пособий, словарей, контекстной помощи (Help) в прикладных программах.

Отдельную группу прикладного ПО составляют программные средства профессионального
уровня
. Каждая прикладная программа этой группы ориентируются на
достаточно узкую предметную область, но проникает в нее максимально глубоко.
Так функционируют АСНИ – автоматизированные системы научных исследований,
каждая из которых «привязана» к определенной области науки, САПР – системы
автоматизированного проектирования, каждая из которых также работает в узкой
области, АСУ –
автоматизированные системы управления (которых в 60-70-х годах были разработаны
тысячи).

Инструментальное ПО

Инструментальное
ПО
или системы
программирования  — это системы для автоматизации разработки новых
программ на языке программирования.

2.   Файловые
системы

 

Все
современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена
для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.

Основные функции
файловой системы
можно разделить на две группы:

1.    Функции для работы с файлами (создание, удаление,
переименование файлов и т.д.).

2.    Функции для работы с данными, которые хранятся в
файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.).

Известно,
что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях.
Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным
собственным именем или поименованная область на машинных носителях.

Организация
файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой.

 

                      Кластер
– это минимально адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая для файла. Файл
или каталог занимает целое число кластеров . 

 

 

FAT 32. Простота и надежность.

Существуют три файловые системы FAT: FAT12 (для
гибких дисков FDD), FAT16, FAT32. Они различаются количестом бит (12, 16, 32)
для указания номера кластера в системе управления файлами. Картой области данных является, по сути, Таблица
размещения файлов (File Allocation Table — FAT) Каждый элемент таблицы FAT (12,
16 или 32 бит) соответствует одному кластеру диска и характеризует его
состояние: свободен, занят или является сбойным кластером (bad
clаster). Разбиение области данных на кластеры вместо использования
секторов позволяет: уменьшить размер таблицы FAT, уменьшить фрагментацию
файлов, сокращается длина цепочек файла, ускоряется доступ к файлу. 
Основной
недостаток FAT — медленная работа с файлами. При создании файла работает правило
— выделяется первый свободный кластер. Это ведет к фрагментации диска и сложным
цепочкам файлов. Отсюда следует замедление работы с файлами.

В принципе, файловая система FAT — это то, что нужно сегодня
избегать. 

NTFS: удобство и высокая скорость.

Раздел NTFS, теоретически, может быть почти какого угодно
размера. Максимальный размер раздела NTFS в данный момент ограничен лишь
размерами жестких дисков.

Основные особенности
NTFS:

• Работа на дисках
большого объема происходит эффективно (намного эффективнее, чем в FAT);

• Имеются средства
для ограничения доступа к файлам и каталогам;

• Разделы NTFS
обеспечивают локальную безопасность как файлов, так и каталогов;

• Введен механизм
транзакций, при котором осуществляется журналирование файловых операций;

• Существенное
увеличение надежности;

• Сняты многие
ограничения на максимальное количество дисковых секторов и/или кластеров;


Система NTFS также обладает встроенными средствами сжатия, которые можно
применять к отдельным файлам, целым каталогам и даже томам (и впоследствии
отменять или назначать их по своему усмотрению).

Основной
недостаток файловой системы NTFS — служебные данные занимают много места
(например, каждый элемент каталога занимает 2 Кбайт) — для малых разделов
служебные данные могут занимать до 25% объема носителя.

3.  Классификация
операционных систем

Операционная система
составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система
представляет комплекс системных и служебных программных средств, который
обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других
программ.

С одной стороны, она
опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с
другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более
высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Для того чтобы компьютер
мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная
система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и
размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

     

Картинки по запросу Классификация операционных систем

По числу одновременно
работающих пользователей
на ЭВМ
ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix,
Linux, Windows 95 — XP)

В многопользовательских
ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может
создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную
цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск
новые пункты. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации
каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

По числу одновременно выполняемых задач
операционные системы делятся на два класса:

1.                     
Однозадачные (MS DOS).

2.                     
Многозадачные (OS/2, Unix,
Windows).

В зависимости от областей использования:

1.                     
Системы пакетной обработки
(ОС ЕС).

2.                     
Системы с разделением времени
(Unix, Linux, Windows).

3.                     
Системы реального времени
(RT11).

Системы пакетной
обработки
предназначены для
решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью
ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение
максимального числа задач в единицу времени.

В системах с
разделением времени
для
выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна
задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран
минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач.
Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую
эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального
времени
применяются  для
управления технологическим процессом или техническим объектом, например,
летательным объектом, станком и т.д.

По типу аппаратного
комплекса
:

Многопроцессорные и
однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является
наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки  данных. Такие
средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации
вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и
симметричные.

Одним из важнейших
признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые.
Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в
компьютерных сетях в качестве клиента.

В состав локальных ОС
входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые
ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью
совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства
разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности
использования сетевых ресурсов.

4.    Операционная
система Windows

Операционная система
Windows
 — это современная
многозадачная многопользовательская 32 — разрядная ОС с графическим интерфейсом
пользователя.

Операционные системы
семейства Windows являются наиболее распространенными ОС, которые установлены в
домашних и офисных ПК.

Графическая оболочка ОС Windows обеспечивает взаимодействие
пользователя с компьютером в форме диалога с использованием ввода и вывода на
экран дисплея графической информации, управления программами с помощью
пиктограмм, меню, окон, панелей (управления, задач, инструментов) и других
элементов управления.

Основными элементами
графического интерфейса Windows являются: Рабочий стол, Панель задач с кнопкой
Пуск. Так как в Windows применен графический пользовательский интерфейса, то
основным устройством управления программами является манипулятор мышь.

Основные
элементы графического интерфейса Windows

Основными элементами
графического интерфейса Windows являются:

1.                     
Рабочий стол с пиктограммами.

2.                     
Панель задач, на которой
размещаются программные кнопки, индикаторы, Панель быстрого запуска.

3.                     
Главное меню (кнопка Пуск).

4.                     
Контекстное меню
(отображается при щелчке правой кнопкой мыши по выбранному объекту).

Работа с
окнами

Окно представляет собой
область экрана, ограниченную прямоугольной рамкой. В нем отображается
содержимое папки, работающая программа или документ.

Различают три варианта
отображения окна на экране:

§
окно стандартного размера
занимает часть площади экрана. При желании можно переместить его или любую его
границу в другое место экрана

§
окно, развернутое на весь
экран, имеет максимальный размер;

§
свернутое окно изображается в
виде кнопки на панели задач.

В свернутом окне
программа продолжает выполняться. Чтобы открыть свернутое окно или свернуть уже
открытое, нажмите кнопку окна на панели задач.

Окна можно
классифицировать по типу:

§
окно программы (окно папки);

§
окно документа;

§
окно диалога;

§
окно справки.

Меню в
Windows

В ОС Windows применяются
четыре типа меню (меню – это список команд, выводимых на экран и предлагаемых
пользователю для выбора):

1.                     
Главное меню (открывается
кнопкой Пуск).

2.                     
Строка меню в окнах
приложения (все программы, входящие в стандартный пакет поставки Windows, имеют
строку меню).

3.                     
Системное меню в окнах
приложения (для изменения размеров окна и его положения).

4.                     
Контекстное меню.

Работа с
файлами

Все файлы, документы и
программы в Windows хранятся в папках. В электронной папке, как правило, хранят
файлы, сгруппированные по какому-либо признаку, типу и другие папки.

Папка – это контейнер для
программ и файлов в графических интерфейсах пользователя, отображаемый на
экране с помощью значка, имеющего вид канцелярской папки.

Windows предоставляет
средства для управления файлами и папками. К таким средствам относятся
программа 
Проводник и окно Мой компьютер.

Приложение Проводник
является главным инструментом Windows  для просмотра  файлов и папок,
хранящихся на жестких и гибких дисках и других носителях информации.

Проводник отображает
иерархическую структуру файлов, папок и дисков на ПК. В левой части проводника
Windows использует иерархическое представление  папок, файлов и других
ресурсов, подключенных к компьютеру или сети.

Мой компьютер  программа, используемая для работы с файлами и папками,
хранящимися на дисках компьютера.

Мое сетевое окружение –
программа, используемая для работы с сетевыми ресурсами в рабочей группе.

Настройка
операционной системы Windows

Настройка ОС
осуществляется с целью создания условий для эффективной работы на ПК.

Средства настроек можно
разделить на пять групп:

1.                     
Средства ввода – вывода (клавиатура,
мышь, принтер).

2.                     
Настройка элементов
управления (панель задач, главное меню, корзина).

3.                     
Настройка элементов
оформления (тема, рабочий стол, заставка, оформление, параметры).

4.                     
Настройка средств
автоматизации (автоматический запуск приложений при включении ПК, запуск
приложений по расписанию).

5.                     
Настройка шрифтов и другие
настройки.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest

0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
  • Как убрать привязку windows к железу
  • Windows 10 включить подключение по rdp
  • Автоматическое фото при входе в windows 10
  • Windows search что это за программа
  • Комбинация клавиш для сна windows 10