Уровни программного обеспечения. - Основы теории информации

1. Базовый уровень - самый низкий уровень ПО представляет базовое ПО. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ - Read Only Memory - ROM). Программы и данные записываются ("прошиваются") в микросхемах ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ - Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией) так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

2. Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют "посреднические" функции.

Системные программы - программы общего пользования, выполняемая вместе с прикладными программами и служащая для управления ресурсами компьютера: центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Системные программы - это программы предназначенные:

    - для поддержания работоспособности системы обработки информации; - для повышения эффективности ее использования.

Различают программы:

    - системные управляющие; - системные обслуживающие.

Системные программы - это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas - польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Некоторые разновидности утилит:

    - программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; - программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т. д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся; - программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; - антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; - программы оптимизации и контроля качества дискового пространства; - программы восстановления информации, форматирования, защиты данных; - коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами; - программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти; - программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т. е. автономно.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всех вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств - они входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. То есть наличие ядра операционной системы - непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

3. Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

4. Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк - от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Поскольку между прикладным ПО и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек - программа - оборудование.

Программы, с помощью которых пользователь непосредственно решает свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называется прикладными программами.

Очевидно, что системы программирования нужны далеко не всем, тогда как системное и прикладное ПО незаменимо и необходимо любому пользователю.

Прикладные программы делятся на программы общего и специального назначения

Программы общего назначения: текстовые и графические редакторы; системы управления базами данных; табличные процессоры; коммуникационные (сетевые) программы; компьютерные игры.

Программы специального назначения: бухгалтерские пакеты; системы автоматизированного проектирования; экспертные системы; программы для проведения сложных математических расчетов; программы для профессиональной деятельности и др.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.); методы тестирования программ; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Операциомнная системма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) -- комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

Операционные системы нужны:

Если нужен универсальный механизм сохранения данных

Для предоставления системным библиотекам часто используемых подпрограмм

Для распределения полномочий

Необходима возможность имитации "одновременного" исполнения нескольких программ на одном компьютере

Для управления процессами выполнения отдельных программ

Основные функции:

Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жесткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

Обеспечение пользовательского интерфейса.

Сохранение информации об ошибках системы.

Блокнот, калькулятор, текстовый редактов wordPArt, Адресная книга, звукозапись, Использование программ архивации, Мастер специальных возможностей, паинт.

Архивация файлов (сжатие данных (англ. data compression)) -- перекодирование данных (алгоритмическое преобразование данных), производимое с целью уменьшения их объема. Применяется для более рационального использования устройств хранения и передачи данных.

Сжатие основано на устранении избыточности, содержащейся в исходных данных. Простейшим примером избыточности является повторение в тексте фрагментов (например, слов естественного или машинного языка). Подобная избыточность обычно устраняется заменой повторяющейся последовательности ссылкой на уже закодированный фрагмент с указанием его длины.

Все методы сжатия данных делятся на два основных класса:

    - сжатие без потерь; - сжатие с потерями.

При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже -- для сокращения объема аудио - и видеоданных, цифровых фотографий и т. п., в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объема аудио - и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Антивимрусная программма (антивимрус) -- специализированная программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления зараженных (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики -- предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом.

Для использования антивирусов необходимы постоянные обновления так называемых баз антивирусов. Они представляют собой информацию о вирусах -- как их найти и обезвредить. Поскольку вирусы пишут часто, то необходим постоянный мониторинг активности вирусов в сети. Для этого существуют специальные сети, которые собирают соответствующую информацию. После сбора этой информации производится анализ вредоносности вируса, анализируется его код, поведение, и после этого устанавливаются способы борьбы с ним.

Компьюмтерный вимрус -- вид вредоносного программного обеспечения, способного создавать копии самого себя и внедряться в код других программ, системные области памяти, загрузочные секторы, а также распространять свои копии по разнообразным каналам связи с целью нарушения работы программно-аппаратных комплексов, удаления файлов, приведения в негодность структур размещения данных, блокирования работы пользователей или же приведения в негодность аппаратных комплексов компьютера.

Рекламные программы

Под рекламными и информационными программами понимаются такие программы, которые, помимо своей основной функции, также демонстрируют рекламные баннеры и всевозможные всплывающие окна с рекламой. Такие сообщения с рекламой порой бывает достаточно нелегко скрыть или отключить. Такие рекламные программы основываются при работе на поведение пользователей компьютера и являются достаточно проблемными по соображениям безопасности системы.

Бэкдоры (Backdoor)

Утилиты скрытого администрирования позволяют, обходя системы защиты, поставить компьютер установившего пользователя под свой контроль. Программа, которая работает в невидимом режиме, дает хакеру неограниченные права для управления системой. С помощью таких backdoor-программ можно получить доступ к персональным и личным данным пользователя. Нередко такие программы используются в целях заражения системы компьютерными вирусами и для скрытой установки вредоносных программ без ведома пользователя.

Загрузочные вирусы

Нередко главный загрузочный сектор вашего HDD поражается специальными загрузочными вирусами. Вирусы подобного типа заменяют информацию, которая необходима для беспрепятственного запуска системы. Одно из последствий действия таковой вредоносной программы это невозможность загрузки операционной системы...

Bot-сеть

Bot-сеть это полноценная сеть в Интернет, которая подлежит администрированию злоумышленником и состоящая из многих инфицированных компьютеров, которые взаимодействуют между собой. Контроль над такой сетью достигается с использованием вирусов или троянов, которые проникают в систему. При работе, вредоносные программы никак себя не проявляют, ожидая команды со стороны злоумышленника. Подобные сети применяются для рассылки СПАМ сообщений или для организации DDoS атак на нужные сервера. Что интересно, пользователи зараженных компьютеров могут совершенно не догадываться о происходящем в сети.

Эксплойт

Эксплойт (дословно брешь в безопасности) - это такой скрипт или программа, которые используют специфические дырки и уязвимости ОС или какой-либо программы. Подобным образом в систему проникают программы, с использованием которых могут быть получены права доступа администратора.

Hoax (дословно шутка, ложь, мистификация, шутка, обман)

Уже на протяжении нескольких лет многие пользователи сети Интернет получают электронные сообщения о вирусах, которые распространяются якобы посредством e-mail. Подобные предупреждения массово рассылаются со слезной просьбой отправить их всем контактам из вашего личного листа.

Ловушки

Honeypot (горшочек меда) - это сетевая служба, которая имеет задачу наблюдать за всей сетью и фиксировать атаки, при возникновении очага. Простой пользователь совершенно не догадывается о существовании такой службы. Если же хакер исследует и мониторит сеть на наличие брешей, то он может воспользоваться услугами, которые предлагает такая ловушка. При этом будет сделана запись в log-файлы, а также сработает автоматическая сигнализация.

Макровирусы

Макровирусы - это очень маленькие программы, которые написаны на макроязыке приложений. Такие программки распространяются только среди тех документов, которые созданы именно для этого приложения. Для активации таких вредоносных программ необходим запуск приложения, а также выполнение инфицированного файла-макроса. Отличие от обычных вирусов макросов в том, что заражение происходит документов приложения, а не запускаемых файлов приложения.

Фарминг

Фарминг - это скрытая манипуляция host-файлом браузера для того, чтобы направить пользователя на фальшивый сайт. Мошенники содержат у себя сервера больших объемов, на таких серверах хранятся большая база фальшивых интернет-страниц. При манипуляции host-файлом при помощи трояна или вируса вполне возможно манипулирование зараженной системой. В результате этого зараженная система будет загружать только фальшивые сайты, даже в том случае, если Вы правильно введете адрес в строке браузера.

Фишинг

Phishing дословно переводится как "выуживание" личной информации пользователя при нахождении в сети интернет. Злоумышленник при своих действиях отправляет потенциальной жертве электронное письмо, где указано, что необходимо выслать личную информацию для подтверждения. Нередко это имя и фамилия пользователя, необходимые пароли, PIN коды для доступа к счетам пользователя онлайн. С использованием таких похищенных данных, хакер вполне может выдать себя за другое лицо и осуществить любые действия от его имени.

Полиморфные вирусы

Полиморфные вирусы - это вирусы, использующие маскировку и перевоплощения в работе. В процессе они могут изменять свой программный код самостоятельно, а поэтому их очень сложно обнаружить, потому что сигнатура изменяется с течением времени.

Программные вирусы

Компьютерный вирус - это обычная программа, которая обладает самостоятельно прикрепляться к другим работающим программам, таким образом, поражая их работу. Вирусы самостоятельно распространяют свои копии, это значительно отличает их от троянских программ. Также отличие вируса от червя в том, что для работы вирусу нужна программа, к которой он может приписать свой код.

Руткит

Руткит - это определенный набор программных средств, который скрыто устанавливается в систему пользователя, обеспечивая при этом сокрытие личного логина киберпреступника и различных процессов, при этом делая копии данных.

Скрипт-вирусы и черви

Такие виды компьютерных вирусов достаточно просты для написания и распространяются в основном посредством электронной почты. Скриптовые вирусы используют скриптовые языки для работы чтобы добавлять себя к новым созданным скриптам или распространяться через функции операционной сети. Нередко заражение происходит по e-mail или в результате обмена файлами между пользователями. Червь это программа, которая размножается самостоятельно, но которая инфицирует при этом другие программы. Черви при размножении не могут стать частью других программ, что отличает их от обычных видов компьютерных вирусов.

Шпионское ПО

Шпионы могут переслать личные данные пользователя без его ведома третьим лицам. Шпионские программы при этом анализируют поведение пользователя в сети Интернет, а также, основываясь на собранных данных, демонстрируют пользователю рекламу или pop-up (всплывающие окна), которые непременно заинтересуют пользователя.

Троянские программы

Троянские программы это программы, которые должны выполнять определенные полезные функции, но после запуска таких программ выполняются действия другого характера (разрушительные). Трояны не могут размножаться самостоятельно, и это основное их отличие их от компьютерных вирусов. Если произошло заражение, можете прочесть статью как удалить троян.

Зомби

Зомби - это инфицированный компьютер, который инфицирован вредоносными программами. Такой компьютер позволяет хакерам удаленно администрировать систему и с помощью этого совершать различные нужные действия (DoS атаку, рассылка спама и т. п.).

Похожие статьи




Уровни программного обеспечения. - Основы теории информации

Предыдущая | Следующая