Oprogramowanie (oprogramowanie) to zbiór programów zapewniających przetwarzanie lub przesyłanie danych przeznaczonych do wielokrotnego użycia i zastosowania przez różnych użytkowników.
Oprogramowanie to zbiór programów systemów przetwarzania informacji oraz dokumentów programowych niezbędnych do ich działania.
Oprogramowanie to zbiór programów wykonywanych przez system komputerowy.
Program to uporządkowana sekwencja poleceń.
Ostatecznym celem każdego programu komputerowego jest kontrola sprzętu. Nawet jeśli na pierwszy rzut oka program w żaden sposób nie wchodzi w interakcję ze sprzętem, nie wymaga wprowadzania danych z urządzeń wejściowych i wyprowadzania danych do urządzenia wyjściowego, to jego działanie nadal opiera się na sterowaniu urządzeniami sprzętowymi komputera.
Oprogramowanie i sprzęt w komputerze działają nierozerwalnie i pozostają w ciągłej interakcji.
Skład oprogramowania systemu komputerowego nazywany jest konfiguracją oprogramowania.
Istnieje zależność pomiędzy programami, a także pomiędzy fizycznymi węzłami i blokami - wiele programów działa w oparciu o inne programy niższego poziomu, tj. możemy mówić o interfejsie oprogramowania. Możliwość istnienia takiego interfejsu opiera się również na istnieniu warunków technicznych i protokołów interakcji i w praktyce zapewnia dystrybucję oprogramowania na kilka oddziałujących na siebie poziomów.
Poziomy oprogramowania mają strukturę piramidalną. Każdy kolejny poziom bazuje na oprogramowaniu poziomów poprzednich. Podział ten jest wygodny na wszystkich etapach pracy z systemem komputerowym, od instalowania programów po praktyczną obsługę i konserwację. Każdy wyższy poziom zwiększa funkcjonalność całego systemu. Przykładowo system komputerowy z oprogramowaniem na poziomie podstawowym nie jest w stanie wykonać większości funkcji, ale umożliwia instalację oprogramowania systemowego.
Poziom podstawowy — najniższy poziom oprogramowania reprezentuje oprogramowanie podstawowe. Jest odpowiedzialny za interakcję z podstawowym sprzętem. Z reguły podstawowe oprogramowanie jest bezpośrednio zawarte w podstawowym sprzęcie i jest przechowywane w specjalnych chipach zwanych pamięcią tylko do odczytu (ROM). Programy i dane są zapisywane („flashowane”) w chipach ROM na etapie produkcji i nie można ich zmieniać w trakcie pracy.
W przypadkach, gdy zmiana podstawowego oprogramowania w trakcie pracy jest technicznie wykonalna, zamiast chipów ROM stosuje się reprogramowalne pamięci ROM (Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). W takim przypadku zmianę zawartości pamięci ROM można przeprowadzić zarówno bezpośrednio w ramach systemu komputerowego (technologia ta nazywa się technologią flash), jak i poza nim, na specjalnych urządzeniach zwanych programistami.
Poziom systemowy jest przejściowy. Programy działające na tym poziomie zapewniają interakcję programów innych systemów komputerowych z programami poziomu podstawowego oraz bezpośrednio ze sprzętem, czyli pełnią funkcje „pośredniczące”.
Programy systemowe to programy ogólnego użytku, które działają razem z programami użytkowymi i służą do zarządzania zasobami komputera: centralnym procesorem, pamięcią, wejściem-wyjściem.
Programy systemowe to programy przeznaczone do:
Aby utrzymać funkcjonalność systemu przetwarzania informacji;
Aby poprawić efektywność jego stosowania.
Istnieją programy:
Menedżerowie systemów;
Konserwacja systemu.
Programy systemowe to programy ogólnego użytku przeznaczone dla wszystkich użytkowników komputerów. Oprogramowanie systemowe zostało zaprojektowane w celu umożliwienia komputerowi wydajnego uruchamiania aplikacji.
Wśród dziesiątków tysięcy programów systemowych szczególne miejsce zajmują systemy operacyjne, które umożliwiają zarządzanie zasobami komputera w celu efektywnego ich wykorzystania.
Ważnymi klasami programów systemowych są także programy pomocnicze - narzędzia (łac. utilitas - korzyść). Albo rozszerzają i uzupełniają odpowiednie możliwości systemu operacyjnego, albo rozwiązują niezależne ważne zadania. Niektóre rodzaje narzędzi:
Programy monitorujące, testujące i diagnostyczne służące do sprawdzania prawidłowego funkcjonowania urządzeń komputerowych oraz wykrywania usterek w trakcie pracy; wskazać przyczynę i miejsce awarii;
Programy sterowników rozszerzające możliwości systemu operacyjnego w zakresie zarządzania urządzeniami wejścia/wyjścia, pamięcią RAM itp.; Za pomocą sterowników możesz podłączyć do swojego komputera nowe urządzenia lub wykorzystać istniejące w niestandardowy sposób;
Programy pakujące (archiwizatory), które umożliwiają gęstsze zapisywanie informacji na dyskach, a także łączenie kopii kilku plików w jeden plik archiwum;
Programy antywirusowe zaprojektowane w celu zapobiegania infekcjom wirusami komputerowymi i eliminowania skutków infekcji wirusowych;
Programy do optymalizacji przestrzeni dyskowej i kontroli jakości;
Odzyskiwanie informacji, formatowanie, programy ochrony danych;
Programy komunikacyjne organizujące wymianę informacji między komputerami;
Programy do zarządzania pamięcią, które zapewniają bardziej elastyczne wykorzystanie pamięci RAM;
Programy do nagrywania płyt CD-ROM, CD-R i wielu innych.
Niektóre narzędzia są częścią systemu operacyjnego, a druga część działa niezależnie od niego, tj. nieaktywny.
Wskaźniki wydajności całego systemu komputerowego jako całości w dużej mierze zależą od oprogramowania na tym poziomie. Na przykład podłączając nowy sprzęt do systemu komputerowego, należy zainstalować program na poziomie systemu, aby inne programy mogły komunikować się z tym sprzętem. Określone programy odpowiedzialne za interakcję z określonymi urządzeniami nazywane są sterownikami urządzeń i stanowią część oprogramowania na poziomie systemu.
Inna klasa programów na poziomie systemu jest odpowiedzialna za interakcję z użytkownikiem. To dzięki nim zyskuje możliwość wprowadzenia danych do systemu komputerowego, zarządzania jego pracą i otrzymania wyniku w dogodnej dla siebie formie. Te narzędzia programowe nazywane są narzędziami interfejsu użytkownika. Od nich bezpośrednio zależy łatwość pracy z komputerem i produktywność w miejscu pracy.
Zbiór oprogramowania na poziomie systemu stanowi rdzeń systemu operacyjnego komputera. Jeśli komputer jest wyposażony w oprogramowanie systemowe, to jest już przygotowany do instalacji programów wyższego poziomu, do interakcji oprogramowania ze sprzętem i, co najważniejsze, do interakcji z użytkownikiem. Oznacza to, że obecność jądra systemu operacyjnego jest niezbędnym warunkiem, aby osoba mogła praktycznie pracować z systemem komputerowym.
Poziom usług. Oprogramowanie na tym poziomie współdziała zarówno z programami na poziomie podstawowym, jak i systemowym. Głównym celem programów narzędziowych (nazywanych również narzędziami) jest automatyzacja pracy polegającej na sprawdzaniu, konfigurowaniu i konfigurowaniu systemu komputerowego. W wielu przypadkach służą one rozszerzeniu lub poprawie funkcjonalności programów systemowych. Niektóre narzędzia (zwykle programy konserwacyjne) są początkowo dołączone do systemu operacyjnego, ale większość narzędzi jest zewnętrznych w stosunku do systemu operacyjnego i służy do zwiększania jego funkcjonalności.
Istnieją dwa alternatywne kierunki rozwoju i działania programów narzędziowych: integracja z systemem operacyjnym i autonomiczna praca. W pierwszym przypadku programy narzędziowe mogą zmieniać właściwości konsumenckie programów systemowych, czyniąc je wygodniejszymi w pracy praktycznej. W drugim przypadku są one luźno powiązane z oprogramowaniem systemowym, ale zapewniają użytkownikowi więcej opcji personalizacji interakcji ze sprzętem i oprogramowaniem.
Warstwa aplikacji. Oprogramowanie poziomu aplikacji to zbiór programów użytkowych, za pomocą których realizowane są określone zadania na danym stanowisku pracy. Wachlarz tych zadań jest niezwykle szeroki – od produkcyjnych po twórcze i rozrywkowo-edukacyjne. Ogromny zakres funkcjonalny możliwych zastosowań technologii komputerowej wynika z dostępności programów użytkowych do różnych rodzajów działalności.
Ponieważ istnieje bezpośredni związek między oprogramowaniem użytkowym a oprogramowaniem systemowym (pierwsze opiera się na drugim), można argumentować, że wszechstronność systemu komputerowego, dostępność oprogramowania aplikacyjnego i zakres funkcjonalności komputera zależą bezpośrednio od rodzaju oprogramowania używany system operacyjny, na jakich narzędziach systemowych zawiera rdzeń, w jaki sposób zapewnia interakcję trójjedynego kompleksu człowiek – program – sprzęt.
Programy, za pomocą których użytkownik bezpośrednio rozwiązuje swoje problemy informacyjne bez uciekania się do programowania, nazywane są programami użytkowymi.
Wiadomo, że nie każdy potrzebuje systemów programowania, natomiast oprogramowanie systemowe i aplikacyjne jest niezastąpione i niezbędne każdemu użytkownikowi.
Programy aplikacyjne dzielą się na programy ogólnego i specjalnego przeznaczenia
Programy ogólnego przeznaczenia: edytory tekstu i grafiki; systemy zarządzania bazami danych; procesory stołowe; programy komunikacyjne (sieciowe); gry komputerowe.
Programy specjalnego przeznaczenia: pakiety księgowe; systemy projektowania wspomaganego komputerowo; systemy ekspertowe; programy do wykonywania skomplikowanych obliczeń matematycznych; programy zajęć zawodowych itp.
Oprogramowanie obejmuje również cały obszar działalności w zakresie projektowania i rozwoju oprogramowania: technologia projektowania programu (na przykład projektowanie odgórne, projektowanie strukturalne i obiektowe itp.); metody testowania programów; metody sprawdzania poprawności programów; analiza jakości wykonania programu; dokumentowanie programów; rozwój i wykorzystanie narzędzi programowych ułatwiających proces projektowania oprogramowania i wiele więcej.
Oprogramowanie jest integralną częścią systemu komputerowego. Jest to logiczna kontynuacja środków technicznych. O zakresie zastosowań konkretnego komputera decyduje stworzone dla niego oprogramowanie. Sam komputer nie ma wiedzy o żadnej aplikacji. Cała ta wiedza jest skoncentrowana w programach wykonywanych na komputerach.
Nowoczesny komputer to jedność sprzętu i oprogramowania. Program komputerowy nazywa się zakodowaną informacją o czynnościach, które komputer ma wykonać, algorytmem wykonywania przez komputer, opisanym albo w języku kodu maszynowego, albo w specjalnym języku programowania. Aby rozwiązać problemy na komputerze, potrzebne jest oprogramowanie, którego strukturę zgodnie z klasyfikacją programów odzwierciedla poniższy schemat.
Ryż. Struktura oprogramowania komputerowego
Oprogramowanie (PRZEZ) to zbiór programów przetwarzających dane oraz dokumentów niezbędnych do ich działania. Oprogramowanie to bardzo szerokie pojęcie; obejmuje oprogramowanie systemowe odpowiedzialne za wydajność komputerów; oprogramowanie aplikacyjne przeznaczone do rozwiązywania problemów z dowolnej dziedziny w postaci pakietów programów aplikacyjnych (APP); i narzędzia technologii programowania.
Systemowe oprogramowanie zaprojektowany do funkcjonowania samego komputera jako jednej całości. Jest to przede wszystkim system operacyjny, a także programy usługowe do różnych celów - sterowniki, narzędzia itp. Obejmuje to również programy do diagnozowania i zapobiegania sprzętowi komputerowemu. Oprogramowanie systemu zawiera interfejs sieciowy umożliwiający dostęp do danych znajdujących się na serwerze.
Systemy operacyjne - główna część oprogramowania systemowego. Jest to zestaw programów kontrolujących wszystkie elementy sprzętowe komputera, zapewniający ich integralne funkcjonowanie, a także zapewniający użytkownikowi dostęp do możliwości sprzętowych komputera. System operacyjny zawiera dużą liczbę narzędzia— programy pomocnicze. Systemy operacyjne zostaną omówione bardziej szczegółowo w paragrafie „Systemy operacyjne”.
Ważną klasą programów systemowych są kierowcy. Rozszerzają możliwości systemu operacyjnego, umożliwiając mu na przykład współpracę z tym czy innym urządzeniem zewnętrznym, ucząc go nowego protokołu wymiany danych itp. Tym samym pojawiły się pierwsze wersje systemów operacyjnych DOS, Windows i OS/2 do naszego kraju były angielskie i nie obsługiwały wpisywania rosyjskich liter z klawiatury. Aby wyeliminować tę wadę, stworzono specjalne sterowniki klawiatury.
Sterowniki są zwykle dołączone do systemu operacyjnego. Podczas procesu instalacji systemu operacyjnego aktywowane są sterowniki niezbędne do obsługi urządzeń i funkcji systemu operacyjnego określonych przez użytkownika.
Bardzo popularną klasą programów systemowych są programy powłoki. Zapewniają wygodniejszy i wizualny sposób komunikacji z komputerem niż standardowe narzędzia systemu operacyjnego.
Narzędzia monitorujące i diagnostyczne zapewniają automatyczne testowanie funkcjonowania poszczególnych węzłów komputerowych i wyszukują błędy w ich działaniu.
System programowania umożliwia tworzenie programów przy użyciu języki programowania. Języki programowania to formalne języki służące do komunikacji między człowiekiem a komputerem, przeznaczone do opisywania danych (informacji) i algorytmów (programów) służących do ich przetwarzania na komputerze. Język wewnętrzny (maszynowy) dowolnego komputera jest cyfrowy, słowa w nim są zapisywane w kodach binarnych, jako ciąg zer i jedynek. Tłumacze I tłumacze - zestaw programów zapewniających automatyczne tłumaczenie z języków algorytmicznych na kody maszynowe.
Oprogramowanie aplikacyjne zaprojektowany, aby bezpośrednio rozwiązywać problemy użytkowników. Programy aplikacyjne są reprezentowane głównie przez pakiety programów aplikacyjnych (APP) - zestaw wzajemnie powiązanych programów służących do rozwiązywania problemów określonej klasy w określonym obszarze tematycznym.
Opracowano i wykorzystano setki tysięcy programów użytkowych do różnych zastosowań. Tradycyjnie dzieli się je na cztery grupy:
Pakiety oprogramowania do przetwarzania tekstu;
Procesory stołowe;
Pakiety oprogramowania graficznego;
Systemy zarządzania bazami danych.
Klasyfikacja ta nie jest wyczerpująca, ponieważ w jednej grupie mogą znajdować się programy wykonujące bardzo różne zadania. Na przykład pakiety do przetwarzania tekstu obejmują zarówno edytory tekstu, jak i systemy wydawnicze; po programy graficzne – edytory graficzne i narzędzia do tworzenia prezentacji itp.
Przyjrzyjmy się bliżej najczęściej używanym pakietom.
Procesory stołowe wyświetlić tabelę pośrednią, której komórki mogą zawierać liczby, teksty objaśniające i wzory do obliczeń na podstawie dostępnych danych. Wszystkie popularne procesory arkuszy kalkulacyjnych umożliwiają przeliczanie wartości elementów tabeli przy użyciu zadanych wzorów, budowanie różnych wykresów oraz tworzenie własnych formularzy wejściowych i wyjściowych. Ponadto istnieje wiele opcji dekoracyjnych - w tym efekty dźwiękowe, tworzenie pokazów slajdów itp.
Systemy wydawnicze przeznaczone są do przygotowywania broszur reklamowych, projektowania gazet, magazynów itp. Ich główną funkcją jest układ, tj. umieszczanie tekstu na stronach dokumentu, wstawianie obrazków itp. Zwykle teksty przygotowywanych dokumentów wpisuje się w edytorze takim jak MS Word , a następnie czytane przez system wydawniczy, gdzie wykonywany jest ich ostateczny projekt.
Programy przygotowania prezentacji służą do projektowania slajdów, w których umieszczane są rysunki, napisy, diagramy itp. Programy te organizują wyświetlanie prezentacji za pomocą komputera (na dużym monitorze lub specjalnym panelu wyświetlacza).
Redaktorzy graficy umożliwiają tworzenie i edycję rysunków. W najprostszych edytorach można rysować linie, krzywe, wycinać obszary ekranu, tworzyć napisy itp. W edytorach nastawionych na obróbkę obrazów fotograficznych można przetwarzać obrazy o dużych rozmiarach oraz posiadać narzędzia do regulacji jasności i kontrastu obrazu lub jego poszczególnych części. Dużą popularnością cieszą się także edytory grafiki obiektowej, które współpracują z obrazami z różnych obiektów - liter, linii itp.
Programy animacyjne pozwalają na tworzenie dwuwymiarowych i trójwymiarowych obrazów poruszającego się modelu obiektów oraz poprzez ich sterowanie i łączenie uzyskują proste filmy animowane.
Programy do tworzenia wideo komputerowego Jeśli posiadasz odpowiedni sprzęt, pozwalają one na edycję filmów na komputerze, nakładanie tytułów, efektów wideo itp.
Programy księgowe przeznaczone są do księgowości, sporządzania sprawozdań finansowych, analiz finansowych przedsiębiorstw.
Menedżerowie danych osobowych pozwalają przypisywać zdarzenia jednorazowe i cykliczne, przypominać o rzeczach, które należy robić regularnie itp.
Programy planowania pozwalają na tworzenie planów pracy wymagających koordynacji wielu osób i zasobów.
Programy do rozpoznawania znaków pozwalają na wprowadzanie drukowanych tekstów za pomocą skanera, dzięki czemu niepotrzebne jest żmudne i czasochłonne wpisywanie tekstów z klawiatury.
Programy do tłumaczeń pozwalają na tłumaczenie testów z języka rosyjskiego na angielski, niemiecki, francuski i odwrotnie.
Programy słownikowe - Są to elektroniczne wersje zwykłych słowników z dodatkowymi funkcjami.
Komputerowe systemy projektowania(CAD) umożliwiają rysowanie i projektowanie różnych obiektów i mechanizmów za pomocą komputera.
Oddzielną częścią oprogramowania aplikacyjnego są biblioteki standardowych programów. Składają się z często używanych programów do obliczania funkcji, rozwiązywania równań i typowych operacji przetwarzania danych (sortowanie, znajdowanie wartości maksymalnych i minimalnych w tablicach danych itp.).
Unikalne oprogramowanie to zestaw programów zaprojektowanych do wykonywania wyspecjalizowanych programów użytkownika, które rozwiązują unikalne problemy użytkownika. Ponadto zadania tworzenia i przetwarzania bazy danych dla konkretnego przedsiębiorstwa można uznać za wyjątkowe.
Programy aplikacyjne są często pakowane w zależności od aktywności użytkownika. Najpopularniejszym pakietem przeznaczonym do rozwiązywania problemów związanych z automatyzacją biura jest Microsoft Office. Jest to rodzina oprogramowania aplikacyjnego, która łączy różne aplikacje w uniwersalne środowisko do pracy z informacjami. Poniższe programy w nim zawarte są najbardziej rozpowszechnione w naszym kraju.
Microsoft Word to potężny edytor tekstu, który pozwala szybko i łatwo tworzyć profesjonalnie zaprojektowane dokumenty zawierające obrazy, diagramy, formuły, tabele, diagramy, a także posiada wbudowaną obsługę technologii internetowych.
Microsoftu Excel to uniwersalny program do pracy z arkuszami kalkulacyjnymi. Posiada różnorodne narzędzia do formatowania, wyświetlania, konwertowania i analizowania danych, wykonywania obliczeń matematycznych, finansowych, statystycznych i innych, wymiany danych i informacji, w tym za pośrednictwem Internetu.
Microsoft PowerPoint- edytor przeznaczony do tworzenia wszelkiego rodzaju prezentacji, będących zbiorem ustrukturyzowanych slajdów, wykorzystujących różnorodne efekty ilustracyjne, animacyjne i dźwiękowe.
Microsoft Outlook to system do przesyłania wiadomości i współpracy, który ułatwia organizowanie i udostępnianie informacji na komputerze, a także komunikację z innymi użytkownikami. Umożliwia ustawienie miejsca spotkania, przechowywanie danych kontaktowych, adresów, numerów telefonów, odbieranie i wysyłanie wiadomości e-mailem lub faksem itp.
Dostęp Microsoftu— wygodne narzędzie do tworzenia i obsługi dość wydajnych baz danych. Ten system zarządzania bazami danych potrafi gromadzić informacje z różnych źródeł, pomaga szybko znaleźć potrzebne dane i przedstawić je w formie wygodnej do analizy za pomocą raportów, wykresów i tabel.
Microsoft Office zawiera także kilka małych programów o dość wąskiej specjalizacji. Należą do nich:
Edytor zdjęć— edytor zdjęć;
Wykres Microsoftu— program do konstruowania prostych diagramów;
WordArt Microsoftu— program do konwersji słów i wyrażeń na obrazy graficzne; obrazy te można wykorzystać na przykład do tworzenia emblematów i nagłówków na papierze firmowym organizacji;
Kliparty Microsoftu— program do wstawiania do dokumentu wcześniej przygotowanej i kolorowo zaprojektowanej grafiki;
Schemat organizacyjny Microsoftu pomoże wyjaśnić, kto jest kim (i kto jest za kogo odpowiedzialny) w każdej firmie;
Edytor równań— program do wstawiania najbardziej skomplikowanych równań matematycznych.
Microsoft Office jest bardzo wygodny - nie stwarza problemów podczas nauki i pracy z nowymi aplikacjami. Informacje o tym, jak najlepiej wykonać daną czynność, lub znaleźć odpowiednie narzędzie w różnych aplikacjach, można uzyskać klikając | uzyskać pomoc z menu lub od asystenta.
Do zalet pakietu Microsoft Office należy także integracja programów Excel, Word, Access ze sobą i z innymi programami oraz obsługa najnowszych technologii webowych. Dane utworzone w różnych aplikacjach zawartych w tym pakiecie można łatwo importować i eksportować z jednej aplikacji do drugiej.
W aplikacjach Microsoft Office można tworzyć strony internetowe bez nauki formatu HTML, zapisywać dokumenty w formacie HTML, przeglądać gotowe dokumenty HTML i tworzyć łącza hipertekstowe. Takie łącze można umieścić wewnątrz dokumentu i będzie ono wskazywało stronę internetową lub inny dokument, niezależnie od tego, gdzie ten dokument się znajduje.
Najpopularniejszymi aplikacjami wśród większości użytkowników są Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, dlatego w naszym tutorialu omówimy bardziej szczegółowo podstawowe techniki pracy w tych programach. Różne wersje pakietu Microsoft Office mogą mieć pewne charakterystyczne cechy, dlatego w przypadkach, gdy określone techniki obsługi zależą od wersji używanego programu, będziemy opierać się na wersji Microsoft Office 2000, chociaż będziemy mówić głównie o takich ogólnych koncepcjach i metodach przy czym różnice pomiędzy konkretnymi wersjami programów są drugorzędne.
System operacyjny to zestaw narzędzi programowych, które umożliwiają komputerowi lub systemowi komputerowemu uruchamianie innych programów, przydzielanie zasobów, planowanie, wprowadzanie/wydawanie danych i zarządzanie danymi.
Główną funkcją systemu operacyjnego jest zarządzanie procesami aplikacji, pamięcią i urządzeniami zewnętrznymi, interfejsem użytkownika, bezpieczeństwem danych i tak dalej.
Aby rozwiązać każde z wymienionych zadań zarządzania, system operacyjny ma specjalne bloki:
- monitorować, który zarządza realizacją zadań;
- program ładujący, wyposażenie procesu aplikacyjnego w niezbędne programy;
- przełożony, kierownik procesów, pamięci i eksploatacji urządzeń;
- planista, ustalanie kolejności zadań i przydziału zasobów;
- pożytek, który wykonuje działalność usługową.
System operacyjny zajmuje dużą objętość, więc pamięć RAM zawiera tylko te części, z którymi aktualnie pracuje procesor (nazywa się je rezydentnymi). Pozostałe programy umieszczane są w pamięci zewnętrznej i w miarę potrzeb kopiowane są do pamięci operacyjnej.
Systemy operacyjne dzielą się na jedno- i wielozadaniowe. Nowoczesny system operacyjny to złożony zestaw narzędzi programowych, które zapewniają użytkownikowi nie tylko ustandaryzowane zarządzanie operacjami wejścia/wyjścia i programami, ale także upraszczają pracę z komputerem. Interfejs oprogramowania systemów operacyjnych pozwala zmniejszyć rozmiar konkretnego programu i uprościć jego pracę ze wszystkimi komponentami systemu komputerowego.
Systemy operacyjne, rozwijające się wraz z komputerami, przeszły długą drogę od najprostszych programów w kodzie maszynowym o długości kilku kilobajtów, do potworów napisanych w językach wysokiego poziomu, których rozmiar sięga dziesiątek megabajtów. Tak znaczny wzrost rozmiarów systemów operacyjnych wynika głównie z chęci programistów do „upiększenia” systemu operacyjnego, rozszerzenia jego możliwości, dodania funkcji, które początkowo były nietypowe dla systemów operacyjnych, a także uczynienia interfejsu użytkownika intuicyjnym. Wszystkie te próby przyniosły rezultaty, zarówno pozytywne, jak i negatywne (zwiększenie złożoności ustawień i interfejsu oprogramowania przy jednoczesnym uproszczeniu interfejsu użytkownika).
Obecnie na rynku oprogramowania dla komputerów kompatybilnych z IBM PC współistnieje kilka rodzin systemów operacyjnych.
UNIX OS to jeden z najstarszych i najprostszych systemów operacyjnych, który mimo to posiada duży zestaw narzędzi. Umożliwia pracę z każdą aplikacją w osobnym oknie (technologia podzielonego ekranu). Z punktu widzenia użytkownika najważniejszymi cechami systemu jest przenośność programów użytkowych z jednego komputera na drugi oraz bogata usługa sieciowa, która umożliwia rozproszone przetwarzanie danych. UC UNIX jest szeroko stosowany w superkomputerach, sieciowych stacjach roboczych i profesjonalnych komputerach PC. Obecnie na rynku oprogramowania dostępnych jest wiele różnych opcji tego mobilnego systemu operacyjnego: XENIX, UNIXWARE, SUN-OS, LINUX, BSD.
System operacyjny OS/2, będący pełnoprawnym, wielozadaniowym systemem operacyjnym, z oryginalnymi graficznymi interfejsami użytkownika i programu, pozostaje kompatybilny z jednozadaniowymi systemami operacyjnymi MS-DOS i PC-DOS. Zapewnia szerokie możliwości przetwarzania nie tylko tekstów, ale także obrazów. Przeznaczony głównie do pracy na serwerach. System jest wysoce niezawodny, ale obsługiwać go mogą wyłącznie wykwalifikowani użytkownicy.
System operacyjny Microsoft Windows przeznaczony jest do pracy w trybie pojedynczego użytkownika (czyli jest to system PC), ale posiada także rozbudowane możliwości sieciowe. Jest to wielozadaniowy system operacyjny. Charakteryzuje się wygodnym interfejsem graficznym i wykorzystuje technologię podzielonego ekranu. Umożliwia wymianę danych pomiędzy różnymi aplikacjami. Rozwój systemu operacyjnego Microsoft Windows stał się systemem Windows NT, który jest przeznaczony do pracy w sieciach heterogenicznych.
Przykładem szeroko rozpowszechnionego jednozadaniowego systemu operacyjnego jest MS-DOS zaproponowany przez firmę Microsoft.
Wykład 6
Komputer to urządzenie, które nie potrafi samodzielnie myśleć. Aby komputer mógł pracować z informacjami, należy go nauczyć wykonywania niezbędnych czynności. Uczyć oznacza budować komputer zgodnie z instrukcjami. Taka instrukcja musi zawierać ścisłą sekwencję poleceń w języku zrozumiałym dla komputera. To się nazywa program. Komputer bez programów to bezużyteczna dekoracja, sterta plastiku i metalu. Tylko programy czynią go naszym asystentem.
Program to sekwencja poleceń wykonywanych przez komputer w procesie przetwarzania informacji.
Oprogramowanie komputerowe to ogół wszystkich programów używanych na komputerze., a także całe pole działania związane z ich tworzeniem i zastosowaniem .
Oprogramowanie jest integralną częścią systemu komputerowego. Jest to logiczna kontynuacja środków technicznych. O zakresie zastosowań konkretnego komputera decyduje stworzone dla niego oprogramowanie.
Sam komputer nie ma wiedzy o żadnej aplikacji. Cała ta wiedza jest skoncentrowana w programach działających na komputerze. Nowoczesne oprogramowanie komputerowe obejmuje miliony programów - od gier po naukowe.
Wszystkie programy działające na komputerze można podzielić na trzy główne kategorie: system, aplikacje i narzędzia programistyczne.
Rysunek 12
Oprogramowanie systemowe jest głównym oprogramowaniem, integralną częścią komputera, ponieważ zapewnia interakcję człowieka, wszystkich urządzeń i programów komputerowych.
Ten zestaw programów zarządza pracą wszystkich elementów systemu komputerowego, zarówno na poziomie sprzętu, jak i oprogramowania. Najważniejszym programem systemowym jest system operacyjny, który zwykle jest przechowywany na dysku twardym. Po włączeniu komputera główna jego część jest kopiowana z dysku twardego do wewnętrznej pamięci RAM i pozostaje tam przez całą sesję komputera. Oprócz systemu operacyjnego oprogramowanie systemowe obejmuje różne zestawy programów przeznaczonych do wykonywania specjalnych funkcji, na przykład różne narzędzia, programy do sprawdzania dysku, archiwizatory, programy antywirusowe itp.
Oprogramowanie systemowe obejmuje:
· systemy operacyjne - OS (MS-DOS, UNIX, Novell NetWare, MS Windows 95/98/NT/ME/2000/XP, Linux, itp.) - główne programy komputera PC, które zapewniają dystrybucję jego zasobów obliczeniowych pomiędzy innymi programami , a także zapewnić im dostęp do komponentów i urządzeń peryferyjnych komputerów PC;
· Powłoki operacyjne lub systemowe (Norton Commander, Volkov Commander, DOS Navigator, Disk Commander, FAR, Windows Commander itp.) – programy pomocnicze ułatwiające pracę z systemem plików systemu operacyjnego, jeśli użytkownik z jakiegoś powodu nie jest usatysfakcjonowany podobne standardowe możliwości wbudowane w system operacyjny;
· sterowniki – programy pomocnicze zapewniające funkcjonalność wewnętrznych komponentów komputera PC i urządzeń peryferyjnych;
· programy referencyjne i informacyjno-testujące (Norton Utilities, First Aid, Nuts & Bolts, Nokia Monitor Test, Sandra 2000, itp.) - programy pomocnicze analizujące skład komponentów komputera i urządzeń peryferyjnych, a także sprawdzające ich działanie;
· pakiety antywirusowe (różne wersje DrWeb, AVP, Norton AntiVirus, McAfee VirusScan, itp.) – programy pomocnicze realizujące funkcje „sanitarne” i „terapeutyczne” w stosunku do oprogramowania komputerowego;
· programy optymalizacyjne (Norton Utilities, WinBoost, RAM Idle, Tweak UI, Registry Cleaner itp.) – programy pomocnicze, które często przyspieszają działanie podzespołów komputera, a także utrzymują rejestr systemowy i system plików systemu operacyjnego w jak najlepszym stanie;
· programy archiwizujące (Arj, PkZip, Rar, WinZIP, WinRAR itp.) – programy pomocnicze kompresujące informacje zapisane na dyskach twardych komputerów PC w celu zmniejszenia zużycia pamięci, a także ułatwienia procedury przenoszenia tych informacji do innych komputerów PC za pomocą nośniki wymienne.
Umiejętność pracy w środowisku systemowym jest bardzo istotna, gdyż pozwala usiąść przy dowolnym komputerze i rozpocząć pracę z konkretnym programem.
Oprogramowanie aplikacyjne stanowią wszystkie programy użytkowe dostępne na komputerze, przeznaczone do wykonywania określonych zadań użytkownika.
Najpopularniejsze są następujące grupy oprogramowania aplikacyjnego:
Edytory tekstu - do tworzenia dokumentów tekstowych;
Procesory arkuszy kalkulacyjnych (arkusze kalkulacyjne) - do obliczeń i analizy informacji prezentowanych w formie tabelarycznej;
bazy danych – do organizowania i zarządzania danymi;
Pakiety graficzne - do prezentacji informacji w formie zdjęć i wykresów;
Programy komunikacyjne - do wymiany informacji między komputerami;
Zintegrowane pakiety, zawierające kilka programów aplikacyjnych do różnych celów;
Programy szkoleniowe, podręczniki elektroniczne, słowniki, encyklopedie, projektowanie i systemy projektowe.
Narzędzia programowe- są to programy wykorzystywane podczas opracowywania, dostosowywania lub rozwijania innych aplikacji lub programów systemowych.
W swoim przeznaczeniu przypominają systemy programistyczne. Programy narzędziowe obejmują na przykład:
· redaktorzy;
· narzędzia do tworzenia programu;
· debugowanie programów, tj. programy pomagające znaleźć i naprawić błędy w programie;
· programy pomocnicze realizujące często używane akcje systemowe;
· pakiety oprogramowania graficznego itp.
Narzędzia programowe mogą zapewnić pomoc na wszystkich etapach tworzenia oprogramowania.
Narzędzia programistyczne– są to narzędzia przeznaczone do tworzenia oprogramowania systemowego i aplikacyjnego. Składa się z różnorodnych języków i środowisk programistycznych, takich jak BASIC, Pascal, C++, Delphy itp. Systemy oprogramowania instrumentalnego - służą ułatwieniu procesu tworzenia nowego oprogramowania systemowego i aplikacyjnego dla komputera. Obejmuje: interpretery, kompilatory, linkery, biblioteki podprogramów, debugery itp.
Zależność pomiędzy różnymi klasami oprogramowania i sprzętu można przedstawić za pomocą następującego diagramu:
Rysunek 13
W środku okręgu znajduje się sprzęt komputerowy. Im środowisko z programami jest bliższe sprzętowi, tym ważniejsza jest rola programów w organizacji pracy urządzeń i tym trudniej użytkownikowi pracować w takim środowisku. Środowisko systemowe bezpośrednio zapewnia działanie urządzeń. Środowisko aplikacji jest bardziej przyjazne dla użytkownika, co ma mniejszy wpływ na działanie sprzętu i koncentruje się głównie na konwersji informacji i generowaniu wyników.
Klasyfikację oprogramowania można usystematyzować według innego parametru, a mianowicie czasu jego obecności w pamięci RAM. Są to programy rezydentów i nierezydentów.
Programy rezydentne- Są to programy, które znajdują się w jego pamięci RAM przez cały czas pracy komputera. Ich stała obecność w pamięci RAM wynika z faktu, że programy te monitorują jej stan przez cały czas pracy komputera. To jest system operacyjny, programy antywirusowe.
Programy dla nierezydentów- są to programy, które po zakończeniu pracy są całkowicie lub częściowo rozładowywane z pamięci RAM. Są to na przykład programy użytkowe.
Oprogramowanie (oprogramowanie) to zestaw specjalnych programów, które pozwalają organizować przetwarzanie informacji za pomocą komputera.
Ponieważ bez oprogramowania obsługa komputera PC jest niemożliwaw zasadzie stanowi integralną częśćdowolnego komputera PC i jest dostarczany wraz ze sprzętem(sprzęt komputerowy).
Program– pełny i dokładny opis sekwencji działań (instrukcji) komputera służących do przetwarzania informacji, napisany w języku zrozumiałym dla komputera.
Oprogramowanie – zestaw specjalnych programów ułatwiających proces przygotowania zadań do wykonania na komputerze i organizacji ich przejścia przez maszynę, a także procedury, opisy, instrukcje i zasady wraz z całą dokumentacją związaną z tymi elementami, wykorzystywaną w operacji systemu komputerowego.
Przetwarzaj informacje i kontroluj działanie komputera programy, a nie urządzenia.
Nowe innowacje w oprogramowaniu od dawna zdominowały rozwój nowego sprzętu. Koszt pakietu oprogramowania przewyższa (czasem kilkukrotnie) koszt komputera odpowiedniej klasy.
Aby efektywnie korzystać z komputera, musi istnieć zgodność pomiędzy poziomem rozwoju technologii komputerowej i oprogramowania. Z jednej strony oprogramowanie decyduje o funkcjonalności komputera. Z drugiej strony instalacja określonego oprogramowania może być ograniczona cechami konstrukcyjnymi komputera.
Maksymalne wykorzystanie możliwości systemu obliczeniowego osiąga się poprzez Po pierwsze, przydzielając każdemu użytkownikowi lub zadaniu minimalne niezbędne zasoby w celu terminowego i wysokiej jakości rozwiązania jego problemów, po drugie ze względu na możliwość podłączenia dużej liczby użytkowników (w tym zdalnych) do zasobów systemu komputerowego, po trzecie, poprzez redystrybucję zasobów pomiędzy różnymi użytkownikami i zadaniami w zależności od stanu systemu i żądań przetwarzania.
Zwiększona produktywność i jakość pracy użytkowników następuje dzięki automatyzacji procedur obliczeniowych i projektowych, realizowanej przy użyciu różnorodnych narzędzi programistycznych (język algorytmiczny, pakiety oprogramowania aplikacyjnego) i wygodnych urządzeń wejścia-wyjścia.
Dostosowanie programów użytkownika do zasobów konkretnego systemu komputerowego zapewnia fakt, że system operacyjny zawiera środki do obsługi szerokiego zakresu konfiguracji maszyn. Ponadto system operacyjny umożliwia tworzenie i łatwą konfigurację istniejących programów na różnych urządzeniach wejścia/wyjścia.
Rozszerzenie istniejącego oprogramowania wymaga następujących możliwości:
Oprogramowanie koncentruje się na wykorzystaniu systemów informatycznych w różnych obszarach działalności i musi zapewniać terminowe i adekwatne rozwiązanie postawionych zadań. Wiąże się to z koniecznością spełnienia szeregu wymagania dotyczące tworzenia komponentów oprogramowania , z których najważniejsze to:
Pierwszy (najniższy) poziom Hierarchię zajmuje wewnętrzne oprogramowanie komputera PC, przechowywane w jego pamięci stałej. Za jego pomocą komputer PC realizuje podstawowe funkcje określone strukturą sprzętową. Wewnętrzne programy współpracują bezpośrednio z modułami sprzętowymi komputera. Dzięki temu są z nimi funkcjonalnie powiązane, a przy wymianie określonego modułu sprzętowego konieczna jest wymiana wewnętrznego oprogramowania przeznaczonego do współpracy z nim.
Programy obsługujące moduły sprzętowe nazywane są programami sterowników lub kierowcy. Umożliwiają one podczas wymiany lub podłączania nowego modułu sprzętowego nie wprowadzanie zmian w innych programach PC, a jedynie zmianę sterownika odpowiedniego modułu sprzętowego.
Oprogramowanie wewnętrzne to interfejs oprogramowania, który zapewnia połączenie komputera ze wszystkimi innymi programami. Dostęp do wewnętrznych programów odbywa się wyłącznie poprzez system przerwań programowych.
Głównymi elementami oprogramowania wewnętrznego są Sterowniki we/wy, program do autotestu i program rozruchowy. Wewnętrzne oprogramowanie współdziała z jednej strony z modułami funkcjonalnymi komputera, a z drugiej strony implementuje interfejs programowy systemu operacyjnego.
Program do autotestu przeznaczony do testowania modułów funkcjonalnych komputerów PC, tj. przywrócenie obwodów komputera do stanu początkowego poprzez załadowanie rejestrów programu niezbędnymi informacjami. Podczas sprawdzania poszczególnych modułów funkcjonalnych komputera PC mogą zostać wykryte w nich usterki. Program autotestu powiadamia użytkownika o wykrytych usterkach za pomocą komunikatów ekranowych i/lub sygnału dźwiękowego.
Jeśli zostanie wykryty błąd, możesz kontynuować sprawdzanie komputera za pomocą programów diagnostycznych załadowanych z dyskietki. Jeśli błąd nie zakłóca funkcjonalności komputera, to na prośbę użytkownika można go zignorować. Jeśli w komputerze PC znajduje się nowy moduł funkcjonalny, program autotestu dla tego modułu zostaje dodany do ogólnego programu autotestu.
Po pomyślnym zakończeniu autotestu komputer jest gotowy do pracy. Sterowanie jest przekazywane do programu startowego poprzez przerwanie programowe. Program ten przeznaczony jest do wczytywania innych komponentów systemu operacyjnego do pamięci RAM. Jeśli operacja się powiedzie, sterowanie zostanie przekazane do właśnie odczytanego programu.
Sterowniki wejścia/wyjścia służą do obsługi urządzeń peryferyjnych komputerów PC. Programy te współpracują bezpośrednio z odpowiednimi kontrolerami, co pozwala użytkownikowi nie znać fizycznej organizacji konkretnego urządzenia i pracować tylko z poleceniami sterownika, które realizują jego obsługę.
Sterowniki posiadają następujące funkcje:
Do głównych programów sterownika należą: sterownik dysku twardego, sterownik karty graficznej, sterownik klawiatury, sterownik urządzenia drukującego, sterowniki systemowe (ustawianie timera, sprawdzanie konfiguracji komputera, określanie pojemności pamięci RAM), sterowniki dodatkowe (sterownik komunikacyjny itp.).
System operacyjny zajmuje drugi (środkowy) poziom hierarchia oprogramowania. Zarządza zasobami systemu komputerowego, w tym pamięcią RAM i pamięcią zewnętrzną, urządzeniami wejścia/wyjścia i programami użytkownika. System operacyjny współpracuje z komputerem poprzez wewnętrzny interfejs oprogramowania. Dzięki temu komputery wyposażone w inny sprzęt mogą pracować z tym samym systemem operacyjnym.
System operacyjny to zestaw programów sterujących komputerem.
Skład oprogramowania zależy od zakresu zadań, jakie użytkownik spodziewa się rozwiązać za pomocą komputera.
Celowo, tj. W zależności od klasy rozwiązywanych problemów oprogramowanie dzieli się zazwyczaj na dwie główne grupy: ogólne (podstawowe) i stosowane.
Ogólny schemat klasyfikacji oprogramowania
– zestaw programów zapewniających funkcjonalność komputera; zestaw programów organizujących proces obliczeniowy i zarządzających zasobami komputera.
– zestaw narzędzi programowych umożliwiających tworzenie programów.
– zestaw programów mających na celu rozwiązywanie problemów z różnych dziedzin ludzkiej działalności.
