Программное обеспечение

Программное обеспечение – это совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, которое является неотъемлемой частью компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных. Все программное обеспечение, можно условно разделить на две категории: системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.

В своем исследовании я рассматривала системное программное обеспечение, которое обеспечивает эффективное управление компонентами вычислительной системы и помогает управлять компьютерным оборудованием и компьютерной системой. Системное программное обеспечение является необходимым компонентом для любой вычислительной машины (компьютера).

Целью исследования было детальное изучение системного программного обеспечения и его составляющих: операционных систем, систем управления файлами, утилит и систем программирования.

Во время изучения темы «Системное программное обеспечение» использовались следующие источники:

учебник Молчанова А. Ю. «Системное программное обеспечение»,
учебник Бройдо В.Л. «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»,
статьи из Википедии.

Системное программное обеспечение, его состав.

Системное программное обеспечение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д. Системное ПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав системного ПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

К системному программному обеспечению относятся:

операционные системы;
интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС;
системы управления файлами;
системы программирования;
утилиты.

Системное программное обеспечение предназначено для:

создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);
автоматизации разработки (создания) новых программ;
обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

2.1. Утилиты, их функции и типы.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров и расширяющие стандартные возможности оборудования и операционных систем, выполняющие узкий круг специфических задач. Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам и установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще, т. е. автоматизируют его. Утилиты используются для:

мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования — мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
управления параметрами оборудования — ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
контроля показателей — проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
расширения возможностей — форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.

К утилитам относятся:

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.

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно.

2.2. Архиваторы.

Архиваторы – это программы, позволяющие уменьшить размер файла для экономии места на диске. Работа их заключается в следующем: найти повторяющиеся фрагменты в файлах и записать вместо них информацию о количестве повторяющихся кусков. Программ-архиваторов много. Они отличаются друг от друга методами сжатия информации. Наиболее распространенные из них – ZIP, ARJ, RAR. Архиваторы могут упаковать в архив один или несколько файлов, а, может быть, и каталог, с включенными в него подкаталогами. В имени полученногоархивного файла будет стоять расширение, указывающее на программу-архиватор, которой сделан этот архив (т.е. zip, arj или rar,…). Для того, чтобы воспользоваться информацией, запакованной в архив, необходимо архив раскрыть или распаковать. Это делается либо той же программой-архиватором, либо парной к ней программой-разархиватором. Ниже описаны некоторые самые простые процедуры архивирования и распаковки архива с помощью встроенных средств FAR. Методы сжатия архиваторов. Разработано большое количество разнообразных методов, их модификаций и подвидов для сжатия данных. Современные архиваторы, как правило, одновременно используют несколько методов одновременно. Можно выделить некоторые основные.

WinRAR – без этого популярного, очень удобного и простого в использовании архиватора трудно представить себе повседневную работу с архивами. Поддерживает работу с такими форматами архивов как: RAR, ZIP, 7Z, ACE, ARJ, BZ2, CAB, GZ, JAR, LZH, TAR, UUE, Z, ISO обеспечивая максимальную скорость работы и степень сжатия данных. Среди богатого функционала программы WinRAR следует выделить способность к восстановлению поврежденных архивов, создание самораспаковывающихся и многотомных архивов, работу с запароленными и шифрованными архивами, а также возможность архивировать практически неограниченное количество файлов.

Перечислим ряд функциональных возможностей:

1.Распаковка различных форматов: GZ, CAB, JAR, UUE, TAR, ARJ, ACE, LZH,BZIP2, Z, ISO;

2.Создание двух форматов: ZIP и RAR;

3.Возможность работы с документами больших размеров;

4.Создание многотомных, самораспаковывающихся и непрерывных архивов;

5.Возможность шифрования, при этом используется алгоритм Advanced Encryption Standart (AES), длина ключа которого составляет 128 бит;

6.В случае повреждения документа есть возможность добавления дополнительной информации для восстановления, также можно создать специальные тома восстановления, которые при повреждении частей архива с информацией помогают воссоздать многотомный архив;

7.Поддержка командной строки;

8.Поддержка имен файлов в Юникоде, поддержка системы NTFS;

9.Совместимость с различными версиями ОС Windows, в том числе и с 7 и 8.

2.3.Антивирусные программы.

Первые исследования саморазмножающихся искусственных конструкций проводились в середине нынешнего столетия. В работах фон Неймана, Винера и других авторов дано определение и проведен математический анализ конечных автоматов, в том числе и самовоспроизводящихся. Термин «компьютерный вирус» появился позднее – официально считается, что его впервые употребил сотрудник Лехайского университета (США) Ф.Коэн в 1984 г. на 7-й конференции по безопасности информации, проходившей в США. С тех пор прошло немало времени, острота проблемы вирусов многократно возросла, однако строгого определения, что же такое компьютерный вирус, так и не дано, несмотря на то, что попытки дать такое определение предпринимались неоднократно.

Компьютерным вирусом называется программа, способная создавать свои копии (не обязательно полностью совпадающие с оригиналом) и внедрять их в различные объекты или ресурсы компьютерных систем, сетей и так далее без ведома пользователя. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения. Объективные критерии вируса: саморазмножение, скрытность и деструктивные свойства.

Все компьютерные вирусы можно классифицировать по следующим признакам:

Среда обитания;
Способ заражения среды обитания;
Деструктивные возможности;
Особенности алгоритма работы.

В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые, файловые, загрузочные и макро-вирусы. Сетевые вирусы используют для своего распространения протоколы или команды компьютерных сетей и электронной почты. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. файлы, имеющие расширения com и exe. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Record). Макро-вирусы заражают файлы-документы и электронные таблицы нескольких популярных редакторов. Существует большое количество сочетаний – например, файлово-загрузочные вирусы, заражающие как файлы, так и загрузочные сектора дисков. Такие вирусы, как правило, имеют довольно сложный алгоритм работы, часто применяют оригинальные методы проникновения в систему. Другой пример такого сочетания – сетевой макро-вирус, который не только заражает редактируемые документы, но и рассылает свои копии по электронной почте.

По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращения операционной системы к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения компьютера или перезагрузки операционной системы. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и сохраняют активность ограниченное время. Некоторые вирусы оставляют в оперативной памяти небольшие резидентные программы, которые не распространяют вирус. Такие вирусы считаются нерезидентными.

По деструктивным возможностям (другими словами, по степени воздействия) вирусы можно разделить на неопасные, опасные очень опасные. Неопасные вирусы не мешают работе компьютера, но уменьшают объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах. Опасные вирусы могут привести к различным нарушениям в работе компьютера. Воздействие очень опасных вирусов может привести к потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных областях диска.

По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия. Простейшие вирусы – паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены. Использование стелс-алгоритмов (стелс-вирусы) позволяет вирусам полностью или частично скрыть себя в системе. Наиболее распространенным стелс-алгоритмом является перехват запросов OC на чтение/запись зараженных объектов. Стелс-вирусы при этом либо временно лечат их, либо «подставляют» вместо себя незараженные участки информации. Один из первых файловых стелс-вирусов — вирус «Frodo», первый загрузочный стелс-вирус — «Brain». Самошифрование и полиморфность используются практически всеми типами вирусов для того, чтобы максимально усложнить процедуру детектирования вируса. Полиморфик-вирусы (polymorphic) – это достаточно труднообнаружимые вирусы, не имеющие сигнатур, т.е. не содержащие ни одного постоянного участка кода. В большинстве случаев два образца одного и того же полиморфик-вируса не будут иметь ни одного совпадения. Это достигается шифрованием основного тела вируса и модификациями программы-расшифровщика. «Троянский конь» – это программа, содержащая в себе некоторую разрушающую функцию, которая активизируется при наступлении некоторого условия срабатывания. Обычно такие программы маскируются под какие-нибудь полезные утилиты. Вирусы так же могут нести в себе троянских коней. Если вирусы и «Троянские кони» наносят ущерб посредством лавинообразного саморазмножения или явного разрушения, то основная функция вирусов типа “червь”, действующих в компьютерных сетях, – взлом атакуемой системы, т.е. преодоление защиты с целью нарушения безопасности и целостности. В более 80% компьютерных преступлений, расследуемых ФБР, “взломщики” проникают в атакуемую систему через глобальную сеть Internet. Когда такая попытка удается, будущее компании, на создание которой ушли годы, может быть поставлено под угрозу за какие-то секунды. Этот процесс может быть автоматизирован с помощью вируса, называемого сетевой червь. Червями называют вирусы, которые распространяются по глобальным сетям, поражая целые системы, а не отдельные программы. Это самый опасный вид вирусов, так как объектами нападения в этом случае становятся информационные системы государственного масштаба. С появлением глобальной сети Internet этот вид нарушения безопасности представляет наибольшую угрозу, т. к. ему в любой момент может подвергнуться любой из миллионов компьютеров, подключенных к этой сети.

Основным источником вирусов на сегодняшний день является глобальная сеть Internet. Файл-серверы «общего пользования» и электронные конференции служат одним из основных источников распространения вирусов. Практически каждую неделю приходит сообщение о том, что какой-либо пользователь заразил свой компьютер вирусом, который был снят с BBS, ftp-сервера или из какой-либо электронной конференции. Второй путь «быстрого заражения» — локальные сети. Если не принимать необходимых мер защиты, то зараженная рабочая станция при входе в сеть заражает один или несколько служебных файлов на сервере. На следующий день пользователи при входе в сеть запускают зараженные файлы с сервера, и вирус таким образом получает доступ на компьютеры пользователей. Кроме того получить вирус можно вместе с пиратским программным обеспечением. Нелегальные копии программного обеспечения, как это было всегда, являются одной из основных «зон риска». Часто пиратские копии на дискетах и даже на CD-дисках содержат файлы, зараженные самыми разнообразными типами вирусов. Опасность представляют также компьютеры общего пользования. Достаточно редко, но до сих пор вполне реально заражение компьютера вирусом при его ремонте или профилактическом осмотре.

К настоящему времени накоплен значительный опыт борьбы с компьютерными вирусами. Основным и наиболее удобным способом защиты от вирусов и борьбы с ними являются антивирусные программы. С давних времен известно, что к любому яду рано или поздно можно найти противоядие. Таким противоядием в компьютерном мире стали программы, называемые антивирусными. Создание антивирусных программ начинается с обнаружения вируса по аномалиям в работе компьютера. После этого вирус тщательно изучается, выделяется его сигнатура – последовательность байтов, которая полностью характеризует программу вируса (наиболее важные и характерные участки кода), выясняется механизм работы вируса, способы заражения. Полученная информация позволяет разработать способы обнаружения вируса в памяти компьютера и на магнитных дисках, а также алгоритмы обезвреживания вируса (если возможно, удаления вирусного кода из файлов – «лечения»).

Антивирусные программы можно классифицировать по пяти основным группам: фильтры, детекторы, ревизоры, доктора и вакцинаторы. Программы-фильтры или «сторожа» представляют собой небольшие резидентные программы, предназначенные для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера, характерных для вирусов. Программы-фильтры весьма полезны, так как способны обнаружить вирус на самой ранней стадии его существования до размножения. Однако, они не «лечат» файлы и диски. Для уничтожения вирусов требуется применить другие программы. Наибольшее распространение в нашей стране получили программы-детекторы. Наиболее известные представители этого класса – Aidstest, Doctor Web, MicroSoft AntiVirus. Антивирусы-детекторы рассчитаны на конкретные вирусы и основаны на сравнении последовательности кодов содержащихся в теле вируса с кодами проверяемых программ. Такие программы нужно регулярно обновлять, так как они быстро устаревают и не могут обнаруживать новые виды вирусов. Ревизоры – программы, которые анализируют текущее состояние файлов и системных областей диска и сравнивают его с информацией, сохраненной ранее в одном из файлов данных ревизора. При этом проверяется состояние BOOT-сектора, таблицы FAT, а также длина файлов, их время создания, атрибуты, контрольная сумма. Анализируя сообщения программы-ревизора, пользователь может решить, чем вызваны изменения: вирусом или нет. Программы-доктора или фаги, а также программы-вакцины не только находят зараженные вирусами файлы, но и «лечат» их, т.е. удаляют из файла тело программы-вируса, возвращая файлы в исходное состояние. В начале своей работы фаги ищут вирусы в оперативной памяти, уничтожая их, и только затем переходят к «лечению» файлов. Среди фагов выделяют полифаги, т.е. программы-доктора, предназначенные для поиска и уничтожения большого количества вирусов. Наиболее известные из них: Aidstest, Scan, Norton AntiVirus, Doctor Web. К последней группе относятся самые неэффективные антивирусы вакцинаторы. Они записывают в вакцинируемую программу признаки конкретного вируса так, что вирус считает ее уже зараженной.

Более подробно я хочу остановиться на характеристике : Kaspersky Antivirus.

Антивирус Касперского Personal предназначен для антивирусной защиты персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows 98/ME, 2000/NT/XP, от всех известных видов вирусов, включая потенциально опасное программное обеспечение. Программа осуществляет постоянный контроль всех источников проникновения вирусов – электронной почты, интернета, дискет, компакт-дисков и т.д. Уникальная система эвристического анализа данных эффективно нейтрализует неизвестные вирусы. Антивирус Касперского Personal не проверяет повторно те объекты, которые были проанализированы во время предыдущей проверки и с тех пор не изменились, не только при постоянной защите, но и при проверке по требованию. Такая организация работы заметно повышает скорость работы программы. Программа создает надежный барьер на пути проникновения вирусов через электронную почту. Антивирус Касперского Personal автоматически осуществляет проверку и лечение всей входящей и исходящей почтовые корреспонденции по протоколам POP3 и SMTP и эффективно обнаруживает вирусы в почтовых базах.Программа поддерживает более семисот форматов архивированных и сжатых файлов и обеспечивает автоматическую антивирусную проверку их содержимого, а также удаление вредоносного кода из архивных файлов формата ZIP, CAB, RAR, ARJ, LHA и ICE. Простота настройки программы осуществляется за счет возможности выбора одного из трех предопределенных уровней: Максимальная защита, Рекомендуемая защита и Максимальная скорость. Обновления антивирусных баз осуществляется каждый час, при этом обеспечивается их гарантированная доставка при разрыве или смене соединений с интернетом. В состав Антивируса Касперского включен специальный компонент, обеспечивающий защиту файловой системы компьютера от заражения, – Файловый Антивирус. Он запускается при старте операционной системы, постоянно находится в оперативной памяти компьютера и проверяет все открываемые, сохраняемые и запускаемые вами или программами файлы.

Заключение.

Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.

Таким образом, за время учебно-ознакомительной практики мне удалось подробно изучить функции, предназначение и состав системного программного обеспечения, которое выполняет важные функции при работе с вычислительными машинами.

Так же, я узнала много новой и полезной информации об операционных системах, системах управления файлами и утилитах. Уверенна, что полученные теоретические и практические знания будут полезны в будущем.