Программное обеспечение (ПО) - комплекс программ обеспечивающих обработку или передачу данных предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями .
Программное обеспечение - совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации.
Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.
Программа - это упорядоченные последовательности команд.
Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и нее осуществляет вывод данных на устройство вывода все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.
Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.
Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.
Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т.е. мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивает распределение ПО на несколько взаимодействующих между собой уровней.
Уровни ПО представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на ПО предшествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установления программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с ПО базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное ПО.
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.
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.
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.
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.
Современный компьютер — это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software). Ком-пьютерной программой называется закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, ал-горитм для исполнения компьютером, описанный или на языке машинных кодов, или на специальном языке программирова-ния. Чтобы на компьютере можно было решать задачи, необхо-димо программное обеспечение, структуру которого в соответст-вии с классификацией программ отражает следующая схема.
Рис. Структура программного обеспечения ПК
Программное обеспечение (ПО) — это совокупность про-грамм обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение является очень широким понятием, оно включает в себя системное программное обеспе-чение, которое отвечает за работоспособность компьютеров; прикладное программное обеспечение, предназначенное для ре-шения задач любой предметной области в виде пакетов при-кладных программ (ППП); и инструментарий технологии про-граммирования.
Системное программное обеспечение предназначено для функ-ционирования самого компьютера как единого целого. Это в первую очередь операционная система, а также сервисные про-граммы различного назначения — драйверы, утилиты и т. п. Сюда же относятся программы проведения диагностики и про-филактики аппаратуры компьютера. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере.
Операционные системы — главная часть системного ПО. Это комплекс программ, управляющих всеми аппаратными компо-нентами компьютера, обеспечивая их целостное функциониро-вание, а также предоставляющих пользователю доступ к аппа-ратным возможностям компьютера. В состав ОС входит большое количество утилит — программ вспомогательного назначения. Подробнее операционные системы будут рассмотрены в п. «Опе-рационные системы».
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяют ей рабо-тать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первые попавшие в нашу страну версии операционных систем DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиату-ры. Для устранения этого недостатка были созданы специальные драйверы клавиатуры.
Драйверы обычно входят в комплект поставки ОС. В процес-се установки операционной системы активизируются те драйве-ры, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и нагляд-ный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС.
Средства контроля и диагностики обеспечивают автоматиче-скую проверку функционирования отдельных узлов ЭВМ, поиск ошибок в их работе.
Система программирования позволяет разрабатывать програм-мы на языках программирования. Языками программирования на-зываются формальные языки связи человека с ЭВМ, предназна-ченные для описания данных (информации) и алгоритмов (про-грамм) их обработки на компьютере. Внутренний (машинный) язык любой ЭВМ — цифровой, слова в нем записываются в дво-ичных кодах, в виде последовательности нулей и единиц. Транс-ляторы и интерпретаторы — комплекс программ, обеспечиваю-щий автоматический перевод с алгоритмических языков в ма-шинные коды.
Прикладное программное обеспечение предназначено для не-посредственного решения пользовательских задач. Прикладные программы в основном представлены пакетами прикладных программ (ППП) — комплексом взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.
Разработаны и используются сотни тысяч прикладных про-грамм для различных применений. Условно их делят на четыре группы:
Пакеты программ текстовой обработки;
Табличные процессоры;
Пакеты программ графики;
Системы управления базами данных.
Такая классификация не является исчерпывающей, так как в одну группу могут входить программы, выполняющие весьма различающиеся задачи. Например, к пакетам текстовой обработ-ки можно отнести как текстовые редакторы, так и издательские системы; к программам графики — графические редакторы и средства создания презентаций и т. д.
Рассмотрим подробнее наиболее часто применяемые пакеты.
Табличные процессоры выводят на экран промежуточную таб-лицу, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета по имеющимся данным. Все рас-пространенные табличные процессоры позволяют пересчитывать значения элементов таблицы по заданным формулам, строить различные графики, создавать собственные входные и выходные формы. Кроме того, имеется множество возможностей декора-тивного характера — включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу и т. д.
Издательские системы предназначены для подготовки рек-ламных буклетов, оформления газет, журналов и т. д. Основная их функция — верстка, т. е. размещение текста по страницам до-кумента, вставка рисунков и т. д. Обычно тексты подготавливае-мых документов набираются в редакторе типа MS Word, а затем считываются издательской системой, где и выполняется их окончательное оформление.
Программы подготовки презентаций используются для оформления слайдов, в которые помещаются рисунки, надписи, диаграммы и т. д. Эти программы организуют показ презентаций с помощью компьютера (на мониторе большого размера или специальной демонстративной панели).
Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах есть возможность рисования линий, кривых, раскройки областей экрана, создания надписей и т. д. В редакторах, ориентированных на обработку фотоизобра-жений, можно обрабатывать изображения большого размера и имеются средства для настройки яркости и контрастности изо-бражения или отдельных частей. Весьма популярны и редакторы объектной графики, работающие с изображением из различных объектов — букв, линий и т. д.
Программы для анимации позволяют создать двухмерное и трехмерное изображения движущейся модели объектов и, управ-ляя ими и комбинируя их, получать несложные анимационные фильмы.
Программы для создания компьютерного видео позволяют при наличии соответствующего оборудования производить на компь-ютере монтаж видеофильмов, наложение титров, видеоэффектов и т. д.
Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухуче-та, подготовки финансовой отчетности, финансового анализа деятельности предприятий.
Персональные информационные менеджеры позволяют назна-чать разовые и повторяющиеся мероприятия, напоминать о де-лах, которые необходимо выполнять регулярно и т. д.
Программы планирования позволяют составлять планы работ, требующие координации многих людей и ресурсов.
Программы распознавания символов позволяют вводить с по-мощью сканера напечатанные тексты, делая ненужным утоми-тельный и трудоемкий ввод текстов с клавиатуры.
Программы-переводчики позволяют переводить тесты с рус-ского языка на английский, немецкий, французский и обратно.
Программы-словари — это электронные версии обычных сло-варей с некоторыми дополнительными возможностями.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) по-зволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера.
Отдельной частью прикладного программного обеспечения являются библиотеки стандартных программ. Их составляют час-то используемые программы вычисления функций, решения уравнений, распространенных операций обработки данных (сор-тировка, нахождение максимального и минимального значений в массивах данных и т. д.).
Уникальное программное обеспечение — комплекс программ, предназначенных для выполнения специализированных про-грамм пользователя, решающих уникальные пользовательские задачи. Кроме_того, к уникальным можно отнести задачи созда-ния и обработки базы данных для конкретного предприятия.
Прикладные программы часто объединяются в пакеты по роду деятельности пользователя. Наиболее популярным пакетом, предназначенным для решения задач автоматизации офиса, яв-ляется Microsoft Office. Он представляет собой семейство при-кладных программных продуктов, которое объединяет различ-ные приложения в универсальную среду для работы с информа-цией. Наибольшее распространение в нашей стране получили следующие, входящие его состав программы.
Microsoft Word — мощный текстовый процессор, который позволяет быстро и просто создавать профессионально оформ-ленные документы, содержащие рисунки, схемы, формулы, таб-лицы, диаграммы, а также обладает встроенной поддержкой тех-нологий Internet.
Microsoft Excel — универсальная программа для работы с электронными таблицами. Она располагает разнообразными средствами для форматирования, отображения, преобразования и анализа данных, проведения математических, финансовых, статистических и других вычислений, обмена данными и инфор-мацией, в том числе и через Internet.
Microsoft PowerPoint — редактор, предназначенный для соз-дания всяческих презентаций, представляющих собой совокуп-ность структурированных слайдов, в которых используются раз-личные иллюстративные, анимационные и звуковые эффекты.
Microsoft Outlook является системой работы с сообщениями и совместной работы, которая облегчает организацию информа-ции на рабочем столе и обеспечение совместного доступа к ней, а также связь с другими пользователями. Она позволяет назна-чать место встречи, хранить информацию о контактах, адреса, телефоны, получать и отправлять сообщения по электронной почте или по факсу и т. д.
Microsoft Access — удобное средство для создания и эксплуа-тации достаточно мощных баз данных. Данная система управле-ния базами данных умеет сводить воедино информацию из са-мых разных источников и помогает быстро найти необходимые данные и представить их в удобном для анализа виде с помощью отчетов, графиков и таблиц.
В составе Microsoft Office имеется также несколько неболь-ших программ достаточно узкой специализации. К ним отно-сятся:
Photo Editor — редактор рисунков;
Microsoft Graph — программа для построения простых диа-грамм;
Microsoft WordArt — программа для преобразования слов и фраз в графические изображения; эти изображения можно ис-пользовать, например, для создания эмблем и шапок на фир-менных бланках организации;
Microsoft ClipArt — программа для вставки в документ зара-I нее заготовленной и красочно оформленной графики;
Microsoft Organization Chart поможет уточнять, кто есть кто (и кто за кого отвечает) в любой компании;
Equation Editor — программа для вставки самых сложных ма-тематических уравнений.
Microsoft Office очень удобен — он не создает проблем при изучении новых приложений и работе с ними. Получить инфор-мацию о том, как лучше выполнить то или иное действие, или найти нужный инструмент в различных приложениях можно пу-| тем получения справки из меню или у помощника.
К достоинствам Microsoft Office также относится интегриро-ванность программ Excel, Word, Access друг с другом и с други-ми программами и поддержка новейших Web-технологий. Дан-ные, созданные в разных приложениях, входящих в этот пакет, легко импортируются и экспортируются из одного приложения в другое.
В приложениях Microsoft Office можно создавать Web-стра-ницы, не изучая формат HTML, сохранять документы в формате HTML, просматривать готовые HTML-документы, а также соз-давать гипертекстовые ссылки. Такая ссылка может быть поме-щена внутрь документа и будет указывать либо на Web страницу, либо на другой документ, где бы этот документ ни находился.
Наиболее популярными у большинства пользователей явля-ются приложения Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, поэтому в нашем учебнике более подробно будут рас-смотрены основные приемы работы именно в этих программах. Различные версии Microsoft Office могут иметь некоторые отли-чительные особенности, поэтому в тех случаях, когда конкрет-ные приемы операций зависят от используемой версии програм-мы, мы будем опираться на версию Microsoft Office 2000, хотя в основном речь будет идти о таких обобщенных понятиях и мето-дах, для которых различия между конкретными версиями про-грамм второстепенны.
Операционная система — это комплекс программных средств, обеспечивающих в компьютере или вычислительной системе выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование, ввод-вывод и управление данными.
Главной функцией операционной системы является управле-ние прикладными процессами, памятью и внешними устройст-вами, интерфейсом пользователя, безопасностью данных и про-чим.
Для решение каждой из перечисленных задач управления операционная система имеет специальные блоки:
- монитор, который управляет выполнением задач;
- загрузчик, предоставляющий прикладному процессу необ-ходимые программы;
- супервизор, управляющий процессом, памятью и работой оборудования;
- планировщик, определяющий порядок выполнения задач и распределение ресурсов;
- утилита, которая выполняет сервисные операции.
Операционная система занимает большой объем, поэтому в оперативной памяти находятся только те ее части, с которыми в данный момент работает процессор (они называются резидент-ными). Остальные программы располагаются во внешней памя-ти и переписываются в оперативную по мере необходимости.
Операционные системы делятся на одно- и многозадачные. Современная операционная система — сложный комплекс про-граммных средств, предоставляющих пользователю не только стандартизированный ввод-вывод и управление программами, но и упрощающий работу с компьютером. Программный интер-фейс операционных систем позволяет уменьшить размер кон-кретной программы, упростить ее работу со всеми компонента-ми вычислительной системы.
Операционные системы, развиваясь вместе с ЭВМ, прошли длинный путь от простейших программ в машинных кодах дли-ной в несколько килобайт до монстров, написанных на языках высокого уровня, размер которых исчисляется десятками мега-байт. Такой значительный рост размера операционных систем обусловлен, главным образом, стремлением разработчиков «ук-расить» операционную систему, расширить ее возможности, до-бавить возможности, изначально несвойственные операционным системам, а также сделать интерфейс пользователя интуитивным. Все эти попытки дали свои результаты, и положительные, и от-рицательные (усложнение настройки и программного интерфей-са при упрощении пользовательского).
На сегодняшний день на рынке программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют несколько семейств операционных систем.
ОС UNIX — одна из старейших и наиболее простых опера-ционных систем, обладающая тем не менее большим набором инструментальных средств. Позволяет работать с каждой при-кладной программой в отдельном окне (полиэкранная техноло-гия). С точки зрения пользователя, наиболее важными качества-ми системы являются переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой и богатый сетевой сервис, позво-ляющий осуществлять распределенную обработку данных. UC UNIX широко используется в суперкомпьютерах, рабочих станциях сети и профессиональных ПК. Сейчас на рынке программного обеспечения представлено много различных вари-антов этой мобильной операционной системы: XENIX, UNIXWARE, SUN-OS, LINUX, BSD.
Операционная система OS/2, будучи полноправной многоза-дачной операционной системой, со своим оригинальным графи-ческим пользовательским и программным интерфейсами, сохра-няет совместимость с однозадачными ОС MS-DOS и PC-DOS. Она предоставляет широкие возможности обработки не только текстов, но и изображений. В основном предназначена для рабо-ты на серверах. Система обладает высокой надежностью, но ра-ботать с ней могут только квалифицированные пользователи.
ОС Microsoft Windows предназначена для работы в однополь-зовательском режиме (то есть является системой для ПК), но имеет и широкие сетевые возможности. Это многозадачная опе-рационная система. Характеризуется удобным графическим ин-терфейсом, использует полиэкранную технологию. Позволяет осуществлять обмен данными между различными приложения-ми. Развитием ОС Microsoft Windows стала Windows NT, ориен-тированная на работу в разнородных сетях.
Примером широко распространенной однозадачной опера-ционной системы является MS-DOS, предложенная корпораци-ей Microsoft.
Лекция 6
Компьютер – это устройство, не способное мыслить самостоятельно. Для того, чтобы компьютер мог работать с информацией, его необходимо научить выполнять нужные действия. Научить, значит построить работу компьютера по инструкции. Такая инструкция должна содержать строгую последовательность команд на языке, понятном компьютеру. Она называется программой. Компьютер без программ бесполезное украшение, грудой пластика и металла. Только программы делают его нашим помощником.
Программа – это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки информации.
Программное обеспечение компьютера – совокупность всех, используемых в компьютере программ , а также вся область деятельности по их созданию и применению.
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 компьютере программах. ПО современных компьютеров включает в себя миллионы программ – от игровых до научных.
Все программы, работающие на компьютере, можно разделить на следующие три основные категории: системное, прикладное, инструментарий программирования.
Рисунок 12
Системное программное обеспечение является основным ПО, неотъемлемой частью компьютера, так как обеспечивает взаимодействие человека, всех устройств и программ компьютера.
Этот комплекс программ руководит работой всех элементов компьютерной системы, как на аппаратном, так и на программном уровне. Самой важной системной программой является операционная система, которая обычно хранится на жестком диске. При включении компьютера ее основная часть переписывается с жесткого диска во внутреннюю оперативную память и там находится на протяжении всего сеанса работы компьютера. Кроме операционной системы к системному программному обеспечению относятся различные комплексы программ, которые предназначены для выполнения особых функций, например различные утилиты, программы проверки диска, архиваторы, антивирусные программы и др.
Системное ПО включает в себя:
· операционные системы – ОС (MS-DOS, UNIX, Novell NetWare, MS Windows 95/98/NT/ME/2000/XP, Linux и др.) – главные программы ПК, которые обеспечивают распределение его вычислительных ресурсов между другими программами, а также предоставляют им доступ к компонентам и периферийным устройствам ПК;
· Операционные или системные оболочки (Norton Commander, Volkov Commander, DOS Navigator, Disk Commander, FAR, Windows Commander и др.) – вспомогательные программы, которые облегчают работу с файловой системой ОС, если пользователя по какой-либо причине не устраивают аналогичные стандартные возможности, встроенные в ОС;
· драйверы – вспомогательные программы, которые обеспечивают работоспособность внутренних компонентов ПК и периферийных устройств;
· справочно-информационные и тестирующие программы (Norton Utilities, First Aid, Nuts & Bolts, Nokia Monitor Test, Sandra 2000 и др.) – вспомогательные программы, которые анализируют состав компонентов и периферийных устройств ПК, а также проверяют их работоспособность;
· антивирусные пакеты (различные версии DrWeb, AVP, Norton AntiVirus, McAfee VirusScan и др.) – вспомогательные программы, которые выполняют "санитарные" и "лечебные" функции в отношении ПО компьютера;
· программы-оптимизаторы (Norton Utilities, WinBoost, RAM Idle, Tweak UI, Registry Cleaner и др.) – вспомогательные программы, которые нередко ускоряют работу компонентов ПК, а также поддерживают системный регистр и файловую систему ОС в наилучшем состоянии;
· программы-архиваторы (Arj, PkZip, Rar, WinZIP, WinRAR и др.) – вспомогательные программы, которые компрессируют информацию, хранящуюся на жестких магнитных дисках ПК, в целях уменьшения занимаемой памяти, а также для облегчения процедуры переноса этой информации на другие ПК с использованием сменных носителей.
Умение работать в системной среде очень важно, так как позволяет сесть за любой компьютер и начать работать с конкретной программой.
Прикладное программное обеспечение составляют все имеющиеся на компьютере прикладные программы, предназначенные для выполнения конкретных задач пользователя.
Наибольшей популярностью пользуются следующие группы прикладного программного обеспечения:
Текстовые процессоры - дли создания текстовых документов;
Табличные процессоры (электронные таблицы) - для вычислений и анализа информации, представленной в табличной форме;
базы данных - для организации и управления данными;
Графические пакеты - для представления информации в виде рисунков и графиков;
Коммуникационные программы - для обмена информацией между компьютерами;
Интегрированные пакеты, включающие несколько прикладных программ разного назначения;
Обучающие программы, электронные учебники, словари, энциклопедии, системы проектирования и дизайна.
Инструментальные программные средства - это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.
По своему назначению они близки системам программирования. К инструментальным программам, например, относятся:
· редакторы;
· средства компоновки программ;
· отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
· вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия;
· графические пакеты программ и т.п.
Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО.
Инструментарий программирования – это средства, предназначенные для создания системного и прикладного программного обеспечения. Его составляют разнообразные языки и среды программирования, такие, как Бейсик, Паскаль, С++, Delphy и др. Инструментальные программные системы – служат для облегчения процесса создания нового системного и прикладного ПО для компьютера. Включают в себя: интерпретаторы, компиляторы, линковщики, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.п.
Соотношение различных классов программного обеспечения к аппаратной части можно представить следующей схемой:
Рисунок 13
В центре окружности – аппаратная часть компьютера. Чем ближе окружность с программами к аппаратуре, тем важнее роль программ в организации работы устройств и тем сложнее пользователю работать такой среде. Непосредственно обеспечивает работу устройств системная среда. Более дружественна пользователю прикладная среда, которая в меньшей степени влияет на работу аппаратной части, а в основном ориентирована на преобразование информации и выдачу результата.
Классификацию ПО можно систематизировать по другому параметру, а именно по длительности нахождения в оперативной памяти. Это резидентные программы и нерезидентные.
Резидентные программы – это программы, на протяжении всей работы компьютера находящиеся в его оперативной памяти. Их постоянное присутствие в ОЗУ связано с тем, что эти программы на протяжении всего периода включения компьютера следят за его состоянием. Это операционная система, антивирусные программы.
Нерезидентные программы – это программы, которые по окончании своей работы выгружаются полностью или частично из ОЗУ. Это, например, прикладные программы.
Программное обеспечение (ПО, software) представляет собой набор специальных программ, позволяющих организовать обработку информации с использованием ПК.
Поскольку без ПО функционирование ПК невозможно в принципе, оно является неотъемлемой составной частью любого ПК и поставляется вместе с его аппаратной частью (hardware ).
Программа – полное и точное описание последовательности действий (инструкций) компьютера по обработке информации, написанное на языке, понятном компьютеру.
Программное обеспечение (ПО) – совокупность специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к выполнению на ЭВМ и организующих прохождение их через машину, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.
Обрабатывают информацию, управляют работой компьютера программы , а не устройства.
Новинки программного обеспечения уже давно доминируют над новыми аппаратными разработками. Комплект ПО по стоимости превосходит (иногда в несколько раз) стоимость компьютера адекватного класса.
Для эффективного использования компьютера должно соблюдаться соответствие между уровнем развития вычислительной техники и программного обеспечения. С одной стороны, ПО определяет функциональные возможности компьютера. С другой, установка конкретного ПО может быть ограничена конструктивными особенностями компьютера.
Максимальное использование возможностей вычислительной системы достигается, во-первых , за счет выделения каждому пользователю или задаче минимально необходимых ресурсов для своевременного и качественного решения его задач, во-вторых , за счет подключения к ресурсам вычислительной системы большого числа пользователей (в том числе и удаленных), в-третьих , путем перераспределения ресурсов между различными пользователями и задачами в зависимости от состояния системы и запросов на обработку.
Повышение производительности и качества труда пользователей происходит за счет автоматизации процедур расчетного и оформительского характера, реализуемых с помощью разнообразных средств программирования (алгоритмических языком, пакетов прикладных программ) и удобных устройств ввода-вывода информации.
Адаптируемость программ пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы обеспечивается тем, что операционная система содержит средство обслуживания большого диапазона машинных конфигураций. Кроме того, операционная система позволяет создавать и легко настраивать существующие программы на различные устройства ввода-вывода.
Расширение существующего ПО предполагает наличие следующих возможностей:
ПО ориентировано на использование вычислительных систем в различных сферах деятельности и должно обеспечивать своевременное и адекватное поставленным задачам решение. Это вызывает необходимость соблюдения ряда требований при разработке компонентов ПО , основными из которых являются:
Первый (низший) уровень иерархии занимает внутреннее программное обеспечение ПЭВМ, сохраняемое в ее постоянной памяти. С его помощью ПЭВМ выполняет основные функции, определяемые аппаратной структурой. Программы внутреннего ПО работают непосредственно с аппаратными модулями компьютера. Вследствие этого они функционально связаны с ними и при замене определенного аппаратного модуля требуется заменить и программу внутреннего ПО, предназначенную для работы с ним.
Программы, обслуживающие аппаратные модули, называются драйверными программами или драйверами . Они позволяют при замене или подключении нового аппаратного модуля не производить изменений в других программах ПЭВМ, а только сменить драйвер соответствующего аппаратного модуля.
Внутреннее ПО представляет собой программный интерфейс, обеспечивающий взаимосвязь работы компьютера со всеми остальными программами. Доступ к программам внутреннего ПО производится только через систему программных прерываний.
Основными элементами внутреннего ПО служат драйверы ввода-вывода, программа самопроверки и программа первоначальной загрузки . Внутреннее ПО взаимодействует, с одной стороны, с функциональными модулями ПЭВМ, а с другой стороны, реализует программный интерфейс операционной системы.
Программа самопроверки предназначена для проверки функциональных модулей ПЭВМ, т.е. установки схем компьютера в начальное состояние путем загрузки программных регистров необходимой информацией. При проверке отдельных функциональных модулей ПЭВМ в них могут быть обнаружены неисправности. Программа самопроверки сообщает пользователю об обнаруженных неисправностях с помощью сообщений на экране и (или) звукового сигнала.
При обнаружении ошибки проверку компьютера можно продолжить с помощью диагностических программ, загружаемых с дискеты. Если ошибка не нарушает работоспособности ПЭВМ, то по желанию пользователя ею можно пренебречь. Если в состав ПЭВМ включается новый функциональный модуль, то к общей программе самопроверки добавляется программа самопроверки данного модуля.
При успешном завершении самопроверки ПЭВМ готова к работе. Управление через программное прерывание передается программе начальной загрузки. Эта программа предназначена для считывания в оперативную память остальных компонентов операционной системы. При успешном выполнении этой операции управление передается только что считанной программе.
Драйверы ввода-вывода используются для обслуживания периферийных устройств ПЭВМ. Эти программы работают непосредственно с соответствующими контроллерами, что позволяет пользователю не знать физической организации конкретного устройства и работать только с командами драйвера, реализующими его обслуживание.
Драйверы имеют следующие особенности:
К основным драйверным программам относятся: драйвер жесткого диска, драйвер видеоадаптера, драйвер клавиатуры, драйвер печатающего устройства, системные драйверы (установка таймера, проверка конфигурации компьютера, определение емкости ОЗУ), дополнительные драйверы (драйвер связи и др.).
Операционная система занимает второй (средний) уровень иерархии ПО. Она управляет ресурсами компьютерной системы, к которым относятся оперативная и внешняя память, устройства ввода-вывода и программы пользователя. ОС взаимодействует с компьютером через интерфейс внутреннего ПО. Это дает возможность ПЭВМ, имеющим аппаратные различия, работать с одной и той же операционной системой.
ОС представляет собой набор программ управления ПЭВМ.
Состав ПО определяется кругом задач, которые пользователь предполагает решать с помощью компьютера.
По назначению, т.е. в зависимости от класса решаемых задач, ПО обычно разделяют на две основные группы: Общее (базовое) и прикладное.
Схема общей классификации ПО
– совокупность программ, обеспечивающих работоспособность компьютера; комплекс программ, которые осуществляют организацию вычислительного процесса и управление ресурсами компьютера.
– совокупность программных средств, позволяющих разрабатывать программы.
– совокупность программ, предназначенных для решения задач из различных сфер человеческой деятельности.
