Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программным обеспечением базового уровня, так и с программным обеспечением системного уровня. Служебные программы называются утилитами. Они предназначены для автоматизации работ по проверке, наладке и настройке вычислительной системы, а также для расширения и улучшения функций системных программ.

1.4 Прикладной уровень

Служебное программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Данные программы часто называются системными утилитами.

Утилиты - программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров.

Требования к системному программному обеспечению: системные программы должны обеспечивать прозрачность работы; гарантированную надежность выполнения в соответствии функциональными требованиями; максимальную скорость выполнения; минимальные затраты на хранение машинных кодов; поддержку стандартных средств связи с прикладными программами.

Эффективность системных программ зависит от времени их создания и надежности исполняемого кода. Требование эффективности системных программ вызывает необходимость использования специальных языков машинно-ориентированных типа языка Assembler и высокого уровня типа C или C++.

Утилиты последних поколений характеризуются быстродействием, многофункциональностью, возможностью работы в среде современных операционных систем, интеграцией в приложения и браузеры.

При модернизации операционной системы утилиты не исчезают, а исправно функционируют на базе усовершенствованного ядра.

Инсталляция сертифицированных программ - дело совершенно безопасное для системы, чего не скажешь о продуктах без сертификата качества

Утилиты можно условно разделить на несколько разновидностей:

Ё Программы для работы с дисками обеспечивают проверку работоспособности, структурирование, дефрагментацию, очистку дисков и сжатие данных.

Ё Антивирусные программы предназначены для защиты файловой системы от повреждения компьютерными вирусами.

Ё Программы для выявления неисправностей предназначены для слежения за работой системных компонентов, диагностики и подготовки отчетов об аппаратных неисправностях, а также для обнаружения программных ошибок и восстановления системы.

Ё Программы для сжатия (архивации) файлов и резервного копирования предназначены для создания копий программ и документов. Это необходимо для переноса данных на другой ПК, а также для создания резервного архива данных и программ.

Ё Программы для ускоренного просмотра файлов позволяют просматривать файлы в различных форматах, не запуская полнофункциональных приложений и даже не имея их вовсе

Ё Программы для работы в локальной сети и Интернете предназначены для дистанционного доступа к ресурсам ПК и коллективного использования компонентов сети - базы данных, принтера. Программы этого типа обеспечивают ускорение обмена данными, подключение ко всевозможным услугам, предоставляемым в Интернете, контролируют использование ресурсов и защищают данные от несанкционированного доступа.

Ё Программы компьютерной безопасности защищают ПК и хранящиеся в нем данные от несанкционированного проникновения (взлома). К таким программам относятся системы шифрования и наблюдения за данными.

Ё Программы для работы с устройствами мультимедиа (видео, звуковой системой, видеокамерами и т.д.)

Ё Программы-деинсталляторы предназначены для корректной очистки операционной системы от элементов удаляемых программ.

Ё "Узкофункциональные" утилиты - загрузчики различных операционных систем утилиты просмотра буфера обмена, печати информации и т.д

Ё Программные оболочки операционных систем подключают ПК к интерфейсу, обеспечивающему простой и быстрый доступ к программам. Такой оболочкой, в част- ности, является широко известная утилита Windows FAR Manager и т.д.

Утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

ь обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т.д.);

ь обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

ь создание и обновление архивов;

ь предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;

ь печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

ь защита от компьютерных вирусов.

2.1 Диспетчеры файлов (файловые менеджеры)

Архиваторы - это программы, позволяющие создавать, за счет специальных методов сжатия, копии файлов меньшего размера и объединять копии нескольких файлов в один архивный файл, а также распаковывать архивы (извлекать файлы из архива).

Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение и повышает эффективность использования запоминающих устройств, так как архивные файлы имеют повышенную плотность записи данных. Архиваторы используют также для создания резервных копий файлов.

Существуют различные алгоритмы архивации данных без потери информации, т.е. при разархивации данные будут восстановлены в исходном виде.

Наиболее популярные форматы архивов:

- ZIP - еще со времен ОС DOS один из самых популярных и распространенных архивных форматов, основанный на алгоритмах сжатия, в 80-х гг. прошлого столетия предложенных израильскими математиками Лемпелем и Зивом. Он отличается приемлемой степенью сжатия информации и достаточно высоким быстродействием. Сегодня он является стандартом де-факто в Интернете, и его поддерживают практически все программы-архиваторы;

- RAR - разработан российским программистом Евгением Рошалем; позволяет получить размер сжатого файла гораздо меньший, чем ZIP, ценой этому является более продолжительный процесс обработки архива. В целом формат RAR значительно лучше других оптимизирован для решения сложных задач с использованием большого количества файлов и гигабайтных дисковых пространств;

- CAB - применяется в продуктах Microsoft как стандартный для упаковки файлов, причем его алгоритм, нигде не опубликованный, представляет собой достаточно совершенный продукт, имеющий высокий коэффициент сжатия;

- GZIP, TAR - получили наибольшее распространение в системах на базе Unix и ее самой популярной разновидности Linux;

- ACE - достаточно новый формат с высокой степенью сжатия, завоевывающий все большую популярность.

Многие программы, являющиеся достаточно популярными в мире архиваторов, базируются на том или ином формате и носят аналогичные названия. Например, для ОС Windows наиболее популярными являются архиваторы WinRAR (Рис.2.2.), WinZIP (Рис.2.3.), WinACE.

Рис.2.2. Архиватор WinRAR

Рис 2.3. Архиватор WinZip

Кроме этого все они имеют инструменты для работы с другими форматами архивов. Несмотря на это, могут возникнуть проблемы с совместимостью форматов архивов в различных программах. Во многих случаях удачным решением проблемы совместимости архивов различных типов является создание архивов в виде самораспаковывающихся программ (EXE-файлов), в состав которых входят все необходимые механизмы для извлечения информации из архива, таким образом, отпадает необходимость иметь на компьютере соответствующую программу - распаковщик архива.

2.3 Средства просмотра и воспроизведения

С персональным компьютером могут сопрягаться разнообразные устройства: видеокарта, звуковая карта, принтер, сканер, манипуляторы, дисководы, цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны и т.д. Каждое из них имеет свой набор команд - свой "язык". Чтобы конкретная операционная система могла управлять конкретным устройством, прибегают к помощи программ-"переводчиков", знающих, с одной стороны, язык команд конкретного устройства, а с другой - язык конкретной операционной системы, под управлением которой должно работать это устройство.

Такая программа называется драйвером (driver) и поставляется вместе с устройством его производителем. Производители аппаратного ПО, как правило, также размещают драйверы созданных ими устройств на своих веб-сайтах.

Обычно для работы с файлами данных их необходимо загрузить в программу, с помощью которой они были созданы. Это дает возможность вносить в них изменения. Когда требуется только просмотр без редактирования, удобнее пользоваться более простыми средствами. Когда речь идёт о звукозаписи или видеозаписи, применяют термин воспроизведение.

2.4 Средства диагностики

Выполняют диагностику программ и аппаратного обеспечения и выдают результаты в удобном и наглядном виде. В их состав, прежде всего, включаются средства проверки надежности работы жестких дисков. Они включают в себя средства проверки целостности файловой системы и средства физической диагностики поверхности диска.

Основные операции, которые необходимо иногда проводить с жесткими дисками:

o Разбиение на разделы. На жесткий диск может быть установлено одновременно несколько операционных систем. Для этого жесткий диск должен быть разбит на разделы, т.е. независимые области на диске, в каждом из которых может быть создана своя файловая система. Наиболее простой и традиционно используемой программой для этих целей в Windows является программа FDisk. ОС Windows 2000/XP имеют встроенную программу разбиения жестких дисков на разделы.

o Форматирование. Оно делится на низкоуровневое (физическое), которое выполняется производителями и делит поверхности магнитных пластин на дорожки и сектора, и высокоуровневое (логическое), которое заключается в разбиении на кластеры и размещении на диске файловой системы. Логическое форматирование выполняется стандартной программой ОС Windows Format (Форматирование дисков).

o Проверка диска на наличие логических и физических ошибок. Если каким-то образом соответствие между тем, что записано в загрузочной области диска, и тем, что на самом деле находится на диске, нарушено, последствия могут быть непредсказуемы. Это может возникнуть вследствие сбоев ОС и другого ПО. В частности, велика вероятность возникновения ошибок при некорректном завершении работы компьютера, при зависании системы и т.д. Обнаружить возникшие проблемы и предотвратить неприятности поможет стандартная программа Windows Проверка диска или ScanDisk. Но эта программа недостаточно мощна и функциональна. Поэтому при серьезных проблемах необходимо использовать более мощные средства (например, Norton Disk Doctor (NDD) из пакета Norton Utilities фирмы Symantec).

o Дефрагментация. Как известно, с точки зрения быстродействия винчестер - одно из самых слабых мест системы. К счастью, помогает тот факт, что данные, которые расположены "подряд", считать можно намного быстрее. Что значит "подряд"? Каждый файл на диске занимает определенное пространство. Это пространство разбито на блоки - кластеры. Каждый кластер принадлежит определенному файлу. Хорошо, если кластеры одного файла следуют подряд, но так бывает не всегда. Файлы на диске постоянно создаются и уничтожаются. Операционная система не всегда может выделить файлу место таким образом, чтобы его кластеры шли друг за другом. То есть файл может занимать несколько кластеров, разбросанных по разным местам диска. В этом случае говорят, что файл фрагментирован. При этом скорость чтения и записи файла замедляется заметно. Если на диске образуется много таких файлов, то скорость работы системы заметно падает. Для решения этой проблемы помогает стандартная программа Windows Дефрагментация диска или Defrag. Опять же можно порекомендовать использовать более мощное средство дефрагментации (например, Norton Speed Disk из Norton Utilities).

o Очистка диска. При регулярной работе на компьютере иногда накапливается некоторый пользовательский и системный "мусор", который полезно периодически расчищать и ликвидировать. Для этого существует много различных программ, а в Windows существует утилита - Очистка диска.

2.5 Средства контроля

Программные средства контроля иногда называют мониторами. Они позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. Возможны два подхода:

· наблюдение в реальном времени;

· контроль с записью результатов в специальном протокольном файле.

Первый подход обычно используют при изыскании путей для оптимизации работы вычислительной системы и повышения ее эффективности. Второй подход используют в тех случаях, когда мониторинг выполняется автоматически и (или) дистанционно. В последнем случае результаты мониторинга можно передать удаленной службе технической поддержки для установления причин конфликтов в работе программного и аппаратного обеспечения.

Средства мониторинга, работающие в режиме реального времени, особенно полезны для практического изучения приемов работы с компьютером, поскольку позволяют наглядно отображать те процессы, которые обычно скрыты от глаз пользователя.

2.5.1 Мониторы установки

Программы этой категории предназначены для контроля за установкой программного обеспечения. Необходимость в данном программном обеспечении связана с тем, что между различными категориями программного обеспечения могут устанавливаться связи. Вертикальные связи (между уровнями) являются необходимым условием функционирования всех компьютеров. Горизонтальные связи (внутри уровней) характерны для компьютеров, работающих с операционными системами, поддерживающими принцип совместного использования одних и тех же ресурсов разными программными средствами. И в тех и в других случаях при установке или удалении программного обеспечения могут происходить нарушения работоспособности прочих программ.

Мониторы установки следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей и позволяют восстанавливать связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ.

Простейшие средства управления установкой и удалением программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, однако они редко бывают достаточны. Поэтому в вычислительных системах, требующих повышенной надежности, используют дополнительные служебные программы.

2.6 Средства коммуникации

Позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживать передачу сообщений по электронной почте, пересылку факсимильных сообщений и пр., работу в компьютерных сетях.

2.6.1 Удаленное управление