§ 11. Системное программное обеспечение

Определения и обозначения

Системное программное обеспечение — программы, которые обеспечивают работу компьютера и взаимодействие пользователя и прикладных программ с его устройствами. Оно создаёт основу, без которой компьютер не смог бы согласованно выполнять команды. Благодаря системному ПО программы могут пользоваться оборудованием, не управляя каждым устройством самостоятельно.

Операционная система — главная системная программа, которая управляет ресурсами компьютера, запускает программы и предоставляет пользователю способы работы с компьютером. К ресурсам относятся, например, память, процессор и устройства. ОС нужна, чтобы приложения могли работать и получать необходимые им ресурсы.

Драйвер — программа для управления конкретным устройством и обмена данными между ним и операционной системой. Он переводит команды системы в понятный устройству вид, а полученные от устройства данные передаёт обратно. Поэтому драйвер нужен для согласованной работы ОС и оборудования.

Утилита — вспомогательная системная программа, предназначенная для обслуживания компьютера или отдельной служебной задачи. Например, утилита может проверять диск на ошибки. Она помогает поддерживать компьютер в порядке, но не управляет всей его работой, как операционная система.

Как это устроено

Одних прикладных программ для работы компьютера недостаточно. Текстовый редактор умеет создавать документы, но сам по себе не может организовать работу процессора, памяти и устройств. Для этого нужна программная основа — системное ПО, которое предоставляет приложениям понятный способ использовать возможности компьютера. Поэтому прикладная программа может сосредоточиться на своей задаче, а не на управлении всем оборудованием.

Когда одновременно запущено несколько программ, каждой нужны ресурсы компьютера. Операционная система распределяет процессорное время и память, чтобы приложения могли выполнять свои задачи и не мешали друг другу. Она также запускает программы и помогает им взаимодействовать с данными и устройствами. Без такого управления приложения могли бы пытаться использовать одни и те же ресурсы несовместимым образом.

Операционная система взаимодействует с оборудованием через драйверы. Драйвер сообщает системе, какие команды понимает устройство и как передавать ему данные. Для принтера и звуковой карты нужны разные инструкции, поэтому для разных устройств могут требоваться разные драйверы. Если подходящего драйвера нет, ОС может не распознать устройство или не суметь использовать его возможности.

Утилиты помогают выполнять отдельные задачи обслуживания: например, проверять диск или искать проблемы в системе. Их назначение уже, чем у операционной системы: утилита не распределяет ресурсы между всеми программами и не организует работу компьютера в целом. Она нужна для конкретного действия, которое помогает поддерживать компьютер или решать служебную задачу. Поэтому утилита дополняет системное ПО, а не заменяет ОС.

Прикладная программа обычно обращается к операционной системе, когда нужно сохранить документ или вывести его на печать. ОС организует выполнение запроса и взаимодействие с оборудованием, а для связи с конкретным устройством использует подходящий драйвер. Такая последовательность позволяет одной программе работать с разными устройствами через общие средства системы. В результате приложение не должно самостоятельно знать все особенности оборудования.

Основные виды системного программного обеспечения

Чтобы определить вид программы, сравни её назначение с колонкой «Основное назначение». Затем посмотри, подходит ли к ней пример задачи. Таблица помогает различать программы по тому, какую роль они выполняют, а не только по названию.

Разбор задач

Задача 1. Определить, к какому виду программного обеспечения относятся операционная система, драйвер принтера и программа проверки диска. Названия подсказывают, что каждая программа выполняет свою роль. Сравним эти роли с определениями системных программ.

1. Операционная система управляет ресурсами компьютера и запускает другие программы. Это признаки ОС, а не программы для одной задачи пользователя.
2. Драйвер принтера связывает операционную систему с конкретным устройством. Значит, он относится к драйверам.
3. Программа проверки диска выполняет отдельную задачу обслуживания. По назначению это утилита.

Ответ: операционная система относится к ОС, драйвер принтера — к драйверам, программа проверки диска — к утилитам. Мы определили это по назначению каждой программы. Само название может подсказать ответ, но проверять его нужно по роли программы.

Задача 2. Компьютер не печатает на подключённом принтере. Нужно выяснить, установлен ли подходящий драйвер, и объяснить его роль. Сам факт подключения принтера ещё не означает, что ОС умеет с ним взаимодействовать.

1. Проверим, распознала ли операционная система принтер и доступен ли он для печати. Если устройство не работает, отсутствие или неправильная установка драйвера может быть одной из причин.
2. Уточним, установлен ли драйвер, подходящий для этой модели принтера и системы. Драйвер должен передавать устройству команды, которые оно понимает.
3. После установки подходящего драйвера проверим печать ещё раз. Если проблема осталась, значит, причина может быть не только в драйвере.

Ответ: для работы принтера нужен подходящий драйвер, если система не может использовать его без него. Драйвер обеспечивает обмен данными между принтером и ОС. По условию нельзя точно сказать, установлен ли он: это нужно проверить.

Задача 3. Пользователь запускает текстовый редактор, сохраняет документ на диск и печатает его. Нужно определить, что обеспечивает операционная система, а где требуется драйвер. Проследим путь от программы до устройств.

1. Текстовый редактор является прикладной программой: в нём пользователь создаёт документ. При запуске ОС выделяет программе необходимые ресурсы.
2. При сохранении редактор обращается к ОС, чтобы записать данные на диск. Система организует работу с файлом и устройством хранения.
3. При печати редактор передаёт запрос операционной системе. ОС организует печать и использует драйвер принтера для обмена командами с конкретным устройством.

Ответ: прикладная программа создаёт документ, а ОС запускает её, распределяет ресурсы и организует сохранение и печать. Для связи с принтером требуется подходящий драйвер. Так одна задача показывает взаимодействие прикладной программы, системы и устройства.

Типичные ошибки

Считать операционную систему прикладной программой — ошибка: она не решает одну пользовательскую задачу, а обеспечивает работу компьютера и приложений. Так можно подумать, потому что ОС тоже видна пользователю и с ней выполняют действия. Проверь себя вопросом: программа создаёт документ или организует работу многих программ и устройств?

Драйвер и устройство — не одно и то же: устройство является частью оборудования, а драйвер — программой. Их легко спутать, потому что драйвер называют по устройству, например «драйвер принтера». Чтобы проверить себя, определи, можно ли потрогать предмет: принтер — оборудование, а драйвер — набор инструкций для системы.

Не всякая программа, работающая с файлами, является утилитой. Путаница возникает из-за того, что и прикладные программы, и утилиты могут открывать или изменять файлы. Смотри на главную цель программы: обслуживание компьютера указывает на утилиту, а создание пользовательского документа — на прикладную программу.

Прикладная программа обычно не управляет всеми устройствами напрямую. Может показаться, что именно редактор печатает документ, поскольку пользователь нажимает кнопку печати в его окне. Проверь себя, разделив роли: приложение формирует запрос, операционная система организует работу, а драйвер обеспечивает связь с принтером.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в системном ПО, нужно отличать программное обеспечение от аппаратного и знать, какие устройства входят в компьютер. Тема связана с файлами и папками: операционная система организует хранение данных и доступ к ним. Эти знания пригодятся при установке программ и подключении новых устройств, когда нужно понять, какую роль выполняют ОС и драйвер.

Что запомнить

• Системное программное обеспечение обеспечивает работу компьютера и прикладных программ.
• Операционная система управляет ресурсами компьютера и запуском программ.
• Драйвер помогает операционной системе взаимодействовать с конкретным устройством.
• Утилиты выполняют вспомогательные задачи по обслуживанию компьютера.
• Прикладные программы используют возможности, предоставляемые операционной системой.
• Для правильной работы устройства может понадобиться подходящий драйвер.