Какие программы относятся к системному программному обеспечению

Что такое системное программное обеспечение

Под системным программным обеспечением (СПО) понимают определенную совокупность основных программ, утилит и прочих программных инструментов. Все вместе они помогают обеспечить отлаженную работу системы компьютера, на котором она установлена, и ее взаимодействие с «железом» (так на языке компьютерщиков называется аппаратное обеспечение компьютерного устройства).

Ни одна прикладная программа не может самостоятельно взаимодействовать с «железом», если на компьютере не установлено соответствующее системное программное обеспечение. Это значит, что программное приложение не сможет выполнять свои функции и справляться с поставленными задачами, и компьютер попросту не будет работать. 

Для того чтобы разработать, а затем и протестировать системное ПО, нужно владеть специальными методологиями, иметь соответствующие знания и навыки. Это очень трудоемкие и непростые процессы, которыми занимаются специалисты по проектированию, постановке задач, программированию, дальнейшей отладке ПО и его окончательному тестированию.

Для чего необходимо

Без программного обеспечения компьютерная техника будет просто конструкцией из металла и пластика, независимо от того, является ли он стационарным или выпущен в виде нетбука, ноутбука, айфона, смартфона, планшета.

Можно сказать, что системное программное обеспечение служит средством для взаимодействия между различными программами и аппаратной конфигурацией компьютерного устройства.

Современные же компьютерные программы и приложения пишутся под определенную операционную систему, которая выступает посредником при переводе языка программы на язык, понятный компьютерному устройству.

Функционал системного ПО весьма разнообразен, но главной его задачей является непрерывная поддержка слаженной работы системы компьютерного устройства.

1. Одна из основных функций СПО — управлять ресурсами, которыми обладает система компьютера: такими как память (оперативная и долговременная), процессор, различные периферийные устройства (для ввода информации — клавиатура, микрофон, веб-камера, мышь; для вывода — экран, колонки, принтер; для хранения — диски, флэш-карты; для обмена данными — сетевые устройства). Оно помогает рациональному распределению ресурсов по разным направлениям, помогающим одновременно работать сразу нескольким прикладным программам.
2. Не менее важная функция — управлять процессами работы каждого отдельного приложения. Системное ПО создает рабочие процессы, запускает их, при необходимости временно приостанавливая, а затем завершает. Оно принимает решение, какая задача в данный момент является приоритетной, а также управляет ресурсами (см. выше).
3. Функционал системного программного обеспечения позволяет управлять файлами, их расположением в памяти компьютера. С помощью СПО можно создать и удалить файл, скопировать его на компьютер с периферийного устройства, поместить во вновь созданную или уже имеющуюся директорию (папку), переместить из одной директории (поддиректории) в другую.
4. Благодаря системному программному обеспечению можно управлять вводом нужной информации (данных) в компьютер, а также выводом полученных данных на периферийные устройства. Здесь СПО выступает как проводник между программами и периферией (подробнее о видах периферийных устройств написано в п. 1).
5. Еще одно назначение СПО — поддерживать программные приложения, а также их интерфейс для удобства работы пользователей. Для этого оно обладает рабочим функционалом, благодаря которому различные программы становятся совместимыми и могут взаимодействовать между собой. Кроме того, системное ПО содержит и необходимую инструментальную базу, с помощью которой программисты создают новые приложения и совершенствуют уже имеющиеся.
6. Очень важное значение имеет функция, позволяющая обеспечивать защиту и безопасность системы компьютера. Примером служат всем известные антивирусные программы, которые являются мощным механизмом для защиты информации, позволяя обнаружить вторжение «вирусов» и предотвратить этот процесс. Обеспечить безопасность помогает и механизм контроля за доступом пользователей к компьютерной технике. Для этого существует авторизация — система логинов и паролей.
7. Надежно сохранять данные, беречь их от повреждения — это осуществляется с помощью резервного копирования и диагностики состояния жестких дисков. Незаменимым помощником также являются вышеупомянутые программы по защите от вирусов.

Что входит в состав

В состав системного ПО входят разные типы программ. Каждый тип отвечает за определенный функционал. Помимо оперативной системы СПО обычно представлено системой управления базами данных (СУБД), компиляторами и интерпретаторами, драйверами различных устройств (например, манипулятора типа «мышь» или клавиатуры), системными утилитами, программным обеспечением для работы в сети.

Типы

Классификация системного ПО может быть представлена следующими типами:

• операционными системами (ОС);
• сетевым ПО;
• утилитами;
• драйверами;
• библиотеками;
• компиляторами.

1. Операционные системы. Среди выполняемых ими функций: обеспечение удобного интерфейса для работы с установленными приложениями (помогает запускать их и управлять ими); предоставление возможности взаимодействовать с аппаратурой; управление компьютерными ресурсами.
2. Сетевое ПО. Программное обеспечение данного типа применяется для работы в сети. Оно необходимо для налаживания четкого взаимодействия между сетевыми компьютерами и взаимного обмена данными. Подобная работа была бы невозможна без наличия специальных серверов, протоколов и прочих инструментов, входящих в состав сетевого ПО.
3. Утилиты. Их предназначение — выполнять ряд специфических задач. Например, они помогают: оптимизировать систему; находить, диагностировать ошибки и исправлять их; управлять директориями (папками) и находящимися в них файлами. Утилиты чаще всего представлены программами по защите от вирусов, по дефрагментации и архивированию диска.
4. Драйверы. Необходимы для связи между аппаратурой компьютера и установленной на нем операционной системой. С их помощью ОС определяет, с какого аппаратного устройства поступили данные, или на какое устройство их необходимо вывести, какое устройство использовать для их обработки. К таким устройствам можно отнести, например, звуковые и видеокарты, клавиатура, видеокамеры, принтеры, сканеры.
5. Библиотеки относятся к специфическому СПО, используемому программистами для облегчения процесса разработки ПО. В них содержатся уже написанные ранее другими разработчиками элементы программ, являющиеся стандартными — часто используемые процедуры и функции. Для каждого языка программирования создается своя библиотека.
6. Компиляторы являются инструментом, помогающим компьютеру понять язык, на котором написана программа. В зависимости от используемого процессора компьютер способен понять только собственную систему команд, называемую машинным кодом. Компиляторы служат для перевода в этот машинный код того кода, который присущ языку, использованному для написания программы. 

Примеры

Операционные системы

Самой распространенным примером ОС является всем известный Windows, разработанный компанией Майкрософт. В настоящий момент ее последней версией, представленной в 2021 году, является Windows 11. Помимо этой ОС популярностью пользуются MakOS, разработанный компанией Apple специально для компьютеров линейки Макинтош, а также операционная система Linux. 

Последняя интересна тем, что ее официальную версию можно приобрести бесплатно. Данная ОС в качестве основного компонента имеет ядро, которое помогает управлять компьютером с помощью различных небольших программам. За счет уникальной конфигурации на базе этого ядра можно создавать разнообразные версии операционных систем.

Необходимо иметь в виду, что программы, написанные под один вид операционной системы (например, под Linux), не смогут работать с другой ОС (например, с Windows).

Драйверы

Для каждого компонента компьютерного устройства (процессор, винчестер, оперативная память, звуковая карта, видеокарта, сетевое оборудование, клавиатура, принтер, устройства для работы с флэш-картами или DVD-дисками, и т. д.) должны быть установлены драйверы — специальные программы по управлению ими.

При переходе с одной ОС на другую (например, при переходе с Windows 7 на Windows 10 или 11), приходится также менять драйвера некоторых устройств. Если к вашему компьютеру был подключен принтер, работавший под управлением драйвера, написанного для Windows 7, то для его работы с Windows 11, скорее всего, придется устанавливать новый драйвер.

Программы-оболочки

Во времена активного использования MS-DOS пользователям приходилось общаться с компьютерным устройством через командную строку DOS. Те, кто начал знакомство с компьютером в 90-е годы прошлого века, должны помнить файловый менеджер Norton Commander (NC) для этой операционной системы, который был посредником между ней и пользователем.

  

Источник: ms-dos.biz

Так было до тех пор, пока не появился Windows с его удобным интерфейсом. Современные программы оболочки делают процесс общения с компьютером более наглядным. Различие между интерфейсами NC и Windows просто потрясающее.

Утилиты

Это специфические программы, необходимые для выполнения дополнительных задач. Некоторые утилиты являются частью ОС, другие же работают самостоятельно. Чаще всего утилиты выполняют следующие функции:

1. Обеспечивают защиту компьютерного устройства (программы-антивирусники).
2. Надежно сохраняют данные (за счет создания резервных копий).
3. Организуют обмен данными между различными компьютерными устройствами.
4. Контролируют работоспособность аппаратных компонентов (в первую очередь отвечающих за хранение информации жестких дисков).
5. Диагностируют состояние аппаратуры.
6. Помогают воспроизводить звук и изображение, позволяя просматривать его на экране.
7. Позволяют архивировать (сжимать) данные во время их хранения, тем самым высвобождая дополнительное количество свободной памяти.
8. Дают возможность работать с приложениями (удалять, устанавливать), открывать и редактировать файлы в них.
9. Управляют системными настройками компьютерного устройства и процессами, происходящими в нем. 

Важность

СПО является первостепенным в функционировании компьютера. От качественного, грамотно разработанного, отлаженного и тщательно протестированного системного программного обеспечения во многом зависит качество работы компьютера и установленных на нем прикладных программ, включая приложения. Еще раз остановимся на самых важных его функциях.

1. Безопасность и защита. Системное ПО стоит на страже по защите от несанкционированного доступа к компьютерной системе и установленным приложениям. При тщательно продуманных и периодически меняемых паролях злоумышленники не смогут его взломать. Шифрование передаваемых данных также способствует сохранению личной информации. Благодаря надежным антивирусникам вредоносным программам не удастся причинить ущерб, который мог бы быть катастрофическим — вплоть до стирания всех данных с невозможностью их восстановления или вывода из строя важнейших аппаратных комплектующих.
2. Надежность и стабильность работы. Системное ПО содержит определенные механизмы, которые позволяют: вовремя заметить и исправить найденные ошибки; восстановить работу системы после сбоя, вызванного такими ошибками с сохранением всех ранее введенных данных; мониторить работу системы в целях профилактики подобных сбоев; контролировать все происходящие процессы. Благодаря этому обеспечена стабильная и надежная работа компьютерной техники на протяжении длительного периода времени.
3. Совместимость. СПО позволяет наладить взаимодействие в работе между различными аппаратными устройствами и программами. Оно помогает программам обмениваться данными между собой (в том числе по сети) и синхронизирует действия всех компонентов, входящих в компьютерную систему. Пользователь может открывать одно и то же приложение, привязанное к его аккаунту, на разных устройствах (например, на чужом компьютере, или перейдя с компьютера на смартфон), и при этом вся информация будет адекватно отражена.
4. Управление компьютерными процессами. В системе компьютера, даже когда он находится в режиме ожидания, постоянно протекают те или иные процессы, выполняются определенные задачи. Системное ПО занимается их управлением. По сигналу, полученному с периферийного устройства (например, после того как кликнуть мышкой на одну из опций меню), оно осуществляет запуск и остановку программы. СПО назначает приоритеты выполняемым задачам и занимается распределением свободных ресурсов между параллельно работающими программами. Именно благодаря системному ПО компьютер эффективно справляется одновременно с несколькими задачами. Если процесс выполнения задач замедляется (компьютер «тормозит»), значит ему не хватает аппаратных ресурсов и есть смысл подумать над его апгрейдом. А в случае использования смартфона — над покупкой более современного, обладающего достаточным количеством памяти, необходимой для обработки текущих операций.
5. Управление ресурсами компьютера. Важными элементами аппаратной структуры компьютерной техники помимо большого числа периферийных устройств являются жесткий диск (именуемый винчестером), процессор, карты памяти. Чтобы все составляющие слаженно работали, необходимо контролировать управление имеющимися ресурсами, эффективно их распределять и использовать с помощью предоставляемых СПО программ и процессов.

Стоит также отметить, что для разработки нового и совершенствования уже имеющегося системного программного обеспечения требуется глубокое знание теории и наличие большого опыта. Чтобы стать разработчиком или тестировщиком СПО, надо иметь огромное желание и усердие в получении специфических умений и навыков. Но за этими профессиями стоит будущее, а на специалистов в этой области всегда будет большой спрос.