Выше было выяснено, что компьютер выполняет любые действия по программам, написанным человеком. Сам по себе, по собственной, так сказать, инициативе, компьютер никогда никаких действий выполнить не в состоянии. Можно сказать, что компьютер без программы подобен автомобилю без водителя и горючего. Поэтому наличие программ не менее важно, чем наличие компьютера. В настоящее время программы, которые необходимы для нормального функционирования ЭВМ, могут многократно превосходить по стоимости её аппаратные средства. Для обозначения множества программ для ЭВМ используется термин программное обеспечение (ПО) ЭВМ.
| i |
Программным обеспечением называется совокупность программ, которые могут выполняться на компьютере данной модели, включающая комплекты сопровождающей их технической, программной документации.
В этом определении следует выделить два момента. Во-первых, разные модели вычислительных машин обладают различной архитектурой, различными способами кодирования информации, различными системами команд. Поэтому программы, подготовленные к выполнению на компьютере одной модели, скорее всего, невозможно будет выполнить на компьютере другой модели. Таким образом, следует говорить о программном обеспечении данной конкретной модели либо семейства программно-совместимых машин. Во-вторых, вместе с программой приобретается и комплекс технической документации, в котором описываются назначение и основные возможности программы, технические требования к аппаратным средствам компьютера (необходимый объем оперативной и внешней памяти, наличие специального оборудования и т.д.), способы установки программы на компьютере и способы управления программой. Иногда описание программы и способов работы с нею может занимать сотни страниц текста. Если документация к программе отсутствует, то работать с программой очень и очень сложно, а иногда и вообще невозможно. Заметим, однако, что достаточно часто в программах предусматривается встроенная справочная система, обращаться к которой можно непосредственно во время выполнения программы. Такая справочная система обычно содержит всю необходимую для управления программой информацию. Иногда ее называют Help системой (help - помощь).
Стандартным для большинства программ является вызов встроенной справочной системы с помощью функциональной клавиши F1.
Совокупность всех программных средств, используемых на компьютере, достаточно часто называют software (software -программное обеспечение, soft - мягкий, ware - продукция), а совокупность аппаратных средств - hardware (hardware - аппаратные средства, hard - твердый). На любом конкретном компьютере имеется конкретный набор аппаратных и программных средств, которые образует его ресурсы . С течением времени ресурсы компьютера могут изменяться, увеличиваясь или уменьшаясь.
Группа взаимосвязанных программ, обеспечивающих выполнение родственных функций по обработке информации, вместе с необходимыми для этого наборами вспомогательных данных называетсяпакетом программ, илипрограммной системой.
| i |
Программа, или пакет программ, разрабатываемый с целью массового тиражирования, называется программным продуктом .
Пакеты программ распространяются через торговую сеть, специальных распространителей программных продуктов или через глобальные компьютерные сети. В настоящее время применяются следующие способы распространения программных продуктов: коммерческий, shareware - частично оплачиваемый или условно-бесплатный (share - доля, часть, ware - изделие), freeware - бесплатный (free - свободный) и trial - пробный (trial - испытание). Коммерческие пакеты приобретаются за их полную стоимость, а условно-бесплатные - за небольшую, иногда символическую цену после бесплатного испытательного срока. В течение этого срока пользователь обычно работает с неполным пакетом. И если программа ему подходит, то после оплаты обусловленной суммы пользователь получает полный комплект пакета и все юридические права на его использование. Пробные (trial) пакеты распространяются их разработчиками бесплатно с целью тестирования и обкатки, а бесплатные (freeware) - в рамках проведения определенной рекламной или торговой политики. Приобретая программу через торговую сеть или у специализированных распространителей, покупатель получает все юридические права по ее использованию. При приобретении программы у легальных распространителей покупатель получает вместе с пакетом сертификат или лицензию на определенные права по использованию пакета. Нелегальные распространители не выдают таких документов. Бесплатное приобретение коммерческих и условно-бесплатных программ путем копирования (нелицензионное , нелегальное, пиратское копирование )является нарушением авторских прав разработчика программы и преследуется по закону.
Чаще всего пакеты программ реализуются в виде так называемого дистрибутива (distribute - распространять, раздавать), который представляет собой программы пакета и необходимые вспомогательные данные, записанные в специальной форме на гибких или оптических дисках. В комплекте с легальным дистрибутивом всегда поставляются необходимая программная документация, а также лицензия на право использования приобретенной программы.
Необходимо помнить, что выполнение программы, представленной в виде дистрибутива, невозможно.
Для приведения пакета или программы в рабочее состояние необходимо выполнить процедуру установки ,инсталляции (install - установка), то есть развертывания, приведения программ и данных в работоспособное состояние по правилам, изложенным в сопровождающей документации. Коммерческие дистрибутивные пакеты часто защищаются от копирования, а для их развертывания необходимо знать специальный код, позволяющий выполнить установку только законному владельцу пакета.
По мере использования программных продуктов на практике выявляются их недостатки, неиспользованные возможности и, возможно, ошибки, не замеченные на стадии разработки. Фирмы-производители учитывают всю поступающую к ним подобного рода информацию и, по возможности, вносят в получивший признание продукт соответствующие изменения. Эти изменения проявляются в виде появления новых модификаций и версий существующего программного продукта.
Версия представляет собой пакет программ, в который внесены существенные изменениями, добавлены принципиально новые функции, используется иная организация программы, данных или применяются новые способы взаимодействия пользователя с программой.
Как правило, новые модификации и версии имеют то же самое название, какое имел и исходный продукт. Однако справа от названия такого измененного продукта появляется определенный признак модификации. Например, одна из наиболее простых и популярных в свое время операционных систем (программа, обеспечивающая эффективную работу аппаратуры и выполнение некоторых других функций) для IBM–совместимых персональных компьютеров называется MS DOS (MicroSoft Disk Operation Sistem - дисковая операционная система, разработка фирмы Microsoft). За время существования выпущено несколько версий и модификаций этой операционной системы - MS DOS v1.0, MS DOS v3.0, MS DOS v3.3, MS DOS v5.0, MS DOS v5.5, MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22. Букву «v» (version - версия) в названии программного продукта обычно опускают и пишут, например, MS DOS 6.22. Иногда какую-либо группу версий или модификаций одной и той же программы или операционной системы называют семейством и в обозначение версии вводят букву «х», которая заменяет несовпадающие цифры обозначений. Так, группа версий MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22 считается семейством MS DOS 6.x.
Общих правил обозначения модификации и версий не существует. Однако в большинстве случаев появление новых модификаций отражают увеличением номера после десятичной точки. Так, MS DOS 6.0, MS DOS 6.2 и MS DOS 6.22 - разные модификации, не очень значительно отличающиеся друг от друга. Появление новой версии отмечают увеличением номера перед десятичной точкой. Например, MS DOS 3.0, MS DOS 5.0 и MS DOS 6.0 - различные версии одной и той операционной системы, существенно отличающиеся по своим возможностям. Как правило, все возможности младших (предшествующих) версий доступны их старшим (последующим) версиям. Обратите внимание! Более старшей считается версия, имеющая больший номер, но по «возрасту» она, конечно, «моложе». Кроме описанного выше номерного обозначения версий в последнее время достаточно часто используется указание в названии года выпуска продукта или буквенного обозначения. Например, у операционной системы Windows (windows - окно) к моменту написания пособия существовали версии Windows 95, Windows 98 и Windows ME (Millennium Edition - издание тысячелетия), которые были выпущены соответственно в 1995, 1998 и 2000 годах.
СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. В настоящее время в программном обеспечении принято выделять следующие группы: системное, инструментальное и прикладное программное обеспечение.
| i |
Системное программное обеспечение служит для обеспечения эффективной работы аппаратуры компьютера.
Программы этой группы автоматизируют подавляющее большинство вспомогательной работы с аппаратными средствами, которую приходится выполнять при использовании всевозможных компьютерных технологий для обработки данных. К группе системных программ относятся операционные системы, операционные оболочки, архиваторы, антивирусные программы и т.д. Разрабатываются, настраиваются и поддерживаются в рабочем состоянии такие программы системными программистами . Они должны обладать высокой квалификацией, в деталях знать аппаратные средства компьютера и способы работы с данными на машинном уровне. Заметим, что обычному, рядовому пользователю приходится постоянно сталкиваться с системными программами, но уже с точки зрения их эксплуатации, использования их возможностей для решения своих задач. С некоторыми программами этой группы мы познакомимся в следующих главах пособия.
| i |
Инструментальное программное обеспечение применяется для разработки всевозможных пакетов программ, применяемых в самых разных областях деятельности человека.
В группу инструментальных программ входят: трансляторыс различных алгоритмических языков, осуществляющие перевод текста программы на машинный язык; связывающие редакторы , позволяющие объединять отдельные части программ в единое целое; отладчики , с помощью которых обнаруживаются и устраняются ошибки, допущенные при написании программы; интегрированные среды разработчиков , объединяющие указанные выше компоненты в единую, удобную для разработки программ систему. Инструментальное программное обеспечение - это разновидность орудий труда для другой категории специалистов, так называемых прикладных программистов . Прикладные программисты должны не только хорошо знать приемы и способы обработки данных и уметь разрабатывать программы. Они должны хорошо ориентироваться или достаточно быстро осваиваться в различных конкретных областях применения информационных технологий - в инженерных дисциплинах, математике, физике, издательском деле, бухгалтерии, медицине и т.д. Конечным пользователям сталкиваться с программами этой группы, как правило, не приходится. Однако они должны, хотя бы отдаленно, представлять себе ситуацию и при необходимости найти общий язык с профессиональным программистом для решения собственных задач обработки данных.
| i |
Прикладное программное обеспечение обеспечивает решение задач в различных конкретных областях применения компьютерных систем обработки данных.
Прикладное программное обеспечение является конечной целью деятельности прикладных программистов и одновременно орудием труда конечных пользователей. Напомним, что конечным пользователемсчитается лицо, использующее вычислительную технику для получения нужной информации, для решения конкретной задачи в той или иной предметной области или в каких–либо иных целях. При этом специалист в своей конкретной области деятельности не должен одновременно являться специалистом в области средств обработки данных, он не должен уметь программировать . Однако он должен знать основные способы и приемы работы с компьютером, назначение и основные возможности системных и, особенно, прикладных программ в своей проблемной области.
| i |
Прикладная программа, или приложение, - это программа, предназначенная для решения задачи или класса задач в конкретной области применения информационных технологий обработки данных. Конкретную область применения информационных технологий принято называть проблемной областью .
Ниже перечислены некоторые основные разновидности прикладных программ.
* Всевозможные текстовые редакторы : Лексикон, Word, WordPerfect, Tex и многие другие. Текстовые редакторы используются для подготовки и изготовления различного рода печатных документов - справок, отчетов, ведомостей, статей. Наиболее мощные из текстовых редакторов в знак, так сказать, уважения к их возможностям иногда называюттекстовыми процессорами. Особыми разновидностями текстовых редакторов являются издательские системы , служащие для подготовки к тиражированию газет, журналов, рекламных буклетов, проспектов, книг. В качестве примеров издательских систем можно указать популярные системы PageMaker и Ventura Publisher.
* Графические редакторы, с помощью которых разрабатываются разнообразные рисунки, чертежи, графики, диаграммы, иллюстрации, в том числе и трехмерные изображения. В качестве примеров графических редакторов можно указать Paint, Corel Draw, PhotoShop, 3DStudioMAX.
* Электронные таблицы представляют собойэлектронный аналог обычных таблиц, с помощью которых осуществляется автоматическая обработка больших массивов текстовой и числовой информации. Возьмем, например, задачу учета отработанного времени или выполненных работ сотрудниками какого-либо подразделения. Исходные данные для решения этой задачи удобно оформлять в виде таблицы соответствующей структуры. В такой таблице можно отражать не только фактически выполненный объем работ. В нее можно вводить данные, связанные с различными коэффициентами сложности, участия, премирования, квалификационные разряды, должностные оклады, поразрядные ставки и т.д. Затем с помощью средств электронной таблицы можно автоматизировать расчет зарплат, премий, производить различного рода статистические подсчеты, формировать по данным, сосредоточенным в таблице, ведомости на зарплату, статистические отчеты, справки. Основное преимущество электронных таблиц в том, что при внесении любых корректировок в исходные данные таблицы можно произвести автоматический пересчет всего комплекса документов, подготовленных на её базе. К электронным таблицам относятся такие широко распространенные программы, как Lotus, SuperCalc, Excel, Quattro Pro и ряд других. Электронные таблицы применяют в своей профессиональной деятельности руководители предприятий, управленческие и плановые работники разного уровня, бухгалтеры, социологи и т.д.
* Базы данных - программные системы, используемые для хранения сведений об одном или нескольких объектах, ихсвойствах и взаимосвязях. Объекты, сведения о которых сосредотачиваются в базах данных, могут быть одушевлёнными и неодушевленными предметами реального мира, идеальными объектами, скажем, историческими событиями и т.д. Базы данных могут хранить информацию о десятках и сотнях тысяч различных объектов. Основное преимущество использования баз данных - это быстрота и эффективность выбора из них нужной информации. Причем время получения информации мало зависит от общего объёма сведений, хранящихся в базе. Представьте только себе, сколько времени приходится тратить людям на поиск нужных сведений в традиционных словарях и справочниках, выпущенных на бумажном носителе, например, в телефонных справочниках, библиографических каталогах, юридических справочниках (Гражданский, Уголовный кодекс) и т.д. Использование их электронных аналогов - баз данных - позволяет до минимума сократить время поиска. Мало того, базы данных предоставляют возможность выбирать данные из их общего хранилища различным пользователям с различными запросами и критериями поиска. Скажем, в библиографической базе данных можно организовать поиск всех произведений данного автора, всей литературы на данную тему, произведений, в названии которых имеется заданное слово, а также по многим другим признакам. Для разработки баз данных, первичного заполнения информацией и поддержания данных в актуальном состоянии (то есть, соответствующем текущему, реальному состоянию предметной области) служат инструментальные пакеты программ, называемые системами управления базами данных (СУБД). В настоящее время наибольшей популярностью пользуются СУБД Access, FoxPro, Paradox, Informix, Oracle и ряд других.
* Интегрированные системы объединяют в своем составе компоненты, аналогичные упомянутым выше специализированным пакетам, обеспечивая единый стиль взаимодействия со всеми составляющими пакета, а также удобный и эффективный способ передачи информации между различными его компонентами. Например, можно с помощью электронной таблицы накопить массив числовых данных и передать этот массив графическому редактору. С его помощью построить график, круговую, столбчатую или объёмную диаграмму и передать её в качестве иллюстрации в текстовый редактор для подготовки аналитического отчета. Это гораздо удобнее, чем пользоваться отдельными специализированными пакетами. Однако надо помнить, что по своим функциональным возможностям отдельные компоненты интегрированных систем значительно уступают своим специализированным аналогам.
Ярким примером интегрированных пакетов является Microsoft Office - один из лучших в мире офисных пакетов. В его состав входит мощный текстовый редактор MS Word, электронная таблица MS Excel, система управления базами данных MS Access, личный информационный менеджер Outlook, программа подготовки презентаций Power Point и некоторые другие компоненты. Все программы пакета имеют единый интерфейс и единый механизм обмена данными, поэтому документ можно создавать, используя несколько инструментов пакета.
* Системы документооборота различных предприятий и организаций, содержащие инструменты планирования и управления, автоматизации финансово-хозяйственной деятельности, учета выпускаемой продукции, подготовки различного рода отчетов, канцелярского документооборота, ведения деловой переписки и т.д. В качестве примеров можно указать пакеты отечественной разработки «СКАТ», «Парус», «Евфрат».
* Бухгалтерские программы позволяют существенно автоматизировать работу бухгалтерий самых различных предприятий и организаций. Самым популярным в нашей стране в настоящее время считается пакет «1С: Бухгалтерия», который обеспечивает выполнение всех видов бухгалтерских расчетов в комплексе.
* Корректоры - программы, обеспечивающие проверку правописания в любых тестах, документах, отчетах. Например, отечественные пакеты «ОРФО», «Пропись» содержат свыше ста тысяч слов и словосочетаний, а также практически все современные правила переноса, орфографии и пунктуации.
* Переводчики и электронные словари - программы, с помощью которых можно осуществлять автоматизированный перевод текстов с одного языка на другой. Например, пакет «Lingua Match Correspondent» обеспечивает ведение деловой переписки на шести языках. Популярными программами-переводчиками в настоящее время считаются пакеты «Stylus», «Socrat» и электронный словарь «МультилексПро», содержащий свыше двух миллионов русских и английских слов.
* Образовательные, обучающие программы и мультимедийные энциклопедии. Пакетыобразовательных программ обеспечивают индивидуальное обучение и проверку качества обучения по самым разным предметам: математике, иностранным языкам, химии, биологии. Имеется большое число дошкольных развивающих программ. В энциклопедиях представлены мир искусства, животный и растительный миры Земли, медицина и кулинария.
* Игровые и развлекательные пакеты представлены огромным числом различных игр для самых разных возрастов, а также музыкальными и видеозаписями.
Контрольные вопросы
Дайте определение понятию «программное обеспечение».
Каким образом можно узнать назначение, основные возможности и способы управления программами?
Что понимается под терминами software и hardware?
Что относится к ресурсам компьютера?
Дайте определение понятиям: «пакет программ», «программная система», «программный продукт».
Каким образом распространяются пакеты программ?
Чем отличается модификация программы от её версии?
Дайте классификацию программного обеспечения.
Для чего нужно системное программное обеспечение? Назовите основные программы, относящиеся к системному программному обеспечению.
Для чего используется инструментальное программное обеспечение? Назовите основные инструментальные программы.
Дайте определение понятиям «прикладная программа» и «приложение».
Для чего используются текстовые и графические редакторы. Приведите примеры редакторов.
Для чего используются электронные таблицы?
Что такое базы данных? Приведите примеры баз данных.
Для чего нужны СУБД?
В чем основная особенность интегрированных систем?
Охарактеризуйте пакет Microsoft Office.
Опишите известные Вам пакеты прикладных программ.
Программное обеспечение (ПО) - комплекс программ обеспечивающих обработку или передачу данных предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями. Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами.
Операционная система - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Сейчас в мире известны и обсуждаемы 2 операционные системы:
- - Windows-семейство операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении.
- - MS-DOS - коммерческая операционная система фирмы Microsoft для IBM PC-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS - самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливавшаяся на большинство IBM PC-совместимых компьютеров. Со временем она была вытеснена ОС семейства Windows 9x и Windows NT.
Один из важных элементов программного обеспечения ЭВМ - это язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением. Популярные языки программирования: паскаль - язык программирования общего назначения, один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах ВУЗов, является базой для ряда других языков; бейсик- семейство высокоуровневых языков программирования, который был разработан в 1963 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени, он предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних компьютеров.
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.
Программное обеспечение современного компьютера очень разнообразно в соответствии с многообразием задач, решаемых пользователями с его помощью, и множеством операций, выполняемых устройствами компьютера.
Программное обеспечение делится на следующие виды:
- - программы начальной загрузки компьютера;
- - операционные системы (ОС);
- - файловая система;
- - операционные оболочки, предназначенные для обеспечения удобного для пользователя способа работы с файлами и запуска прикладных программ;
- - драйверы устройств.
Другой класс программного обеспечения - прикладное ПО.
В прикладном ПО можно выделить следующие группы программных средств (ПС):
- - ПС для обработки текстов;
- - ПС для обработки числовой информации;
- - ПС для обработки графической информации;
- - ПС для обработки звуковой информации.;
- - ПС, обеспечивающие работу в телекоммуникационных сетях;
- - ПС, обеспечивающие автоматизированное хранение информации - системы управления базами данных (СУБД);
- - ПС, используемые в процессах управления и диагностики;
- - ПС, применяемые для проведения исследовательских и проектно-конструкторских работ;
- - ПС, используемые в обучении - электронные учебники, тренажеры, тесты и пр.;
- - Игровые программы;
- - Программы, созданные пользователе
Для хранения и обработки больших объемов информации используются базы данных. Телефонный справочник является базой данных, в которой хранится информация об организациях. Записная книжка является базой данных, в которую записывается информация о людях. Библиотечный каталог является базой данных, которая хранит информацию о книгах. Каждая база данных хранит информацию о большом количестве объектов одинакового типа. Объекты одного типа обладают одинаковым набором свойств, поэтому база данных хранит для каждого объекта значения этих свойств. База данных позволяет упорядоченно хранить данные о большом количестве однотипных объектов, обладающих одинаковым набором свойств. В настоящее время широкое распространение получили компьютерные базы данных. Система управления базами данных - это приложение, позволяющее создавать базы данных и осуществлять в них сортировку и поиск данных. Осуществляется с помощью Microsoft Excel, Microsoft Word иOpen Office Writer.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРА
Программное обеспечение - это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение делится на системное (общее) и прикладное (специальное).
Системное программное обеспечение обеспечивает функционирование и обслуживание компьютера, а также автоматизацию процесса создания новых программ. К системному программному обеспечению относятся: операционные системы и их пользовательский интерфейс; инструментальные программные средства; системы технического обслуживания.
Операционная система - обязательная часть специального программного обеспечения, обеспечивающая эффективное функционирование персонального компьютерра в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ.
Пользовательский интерфейс (сервисные программы) - это программные надстройки операционной системы (оболочки и среды), предназначенные для упрощения общения пользователя с операционной системой.
Программы, обеспечивающие интерфейс, сохраняют форму общения (диалог) пользователя с операционной системой, но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в язык меню). Сервисные системы условно можно разделить на интерфейсные системы, оболочки операционных систем и утилиты.
Интерфейсные системы - это мощные сервисные системы, чаще всего графического типа, совершенствующие не только пользовательский, но и программный интерфейс операционных систем, в частности, реализующие некоторые дополнительные процедуры разделения дополнительных ресурсов.
Оболочки операционных систем предоставляют пользователю качественно новый по сравнению с реализуемым операционной системой интерфейс и делают необязательным знание последнего.
Утилиты автоматизируют выполнение отдельных типовых, часто используемых процедур, реализация которых потребовала бы от пользователя разработки специальных программ. Многие утилиты имеют развитый диалоговый интерфейс с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам.
Инструментальные программные средства (системы программирования) - обязательная часть программного обеспечения, с использованием которой создаются программы. Инструментальные программные средства включают в свой состав средства написания программ (текстовые редакторы); средства преобразования программ в вид, пригодный для выполнения на компьютере (ассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, загрузчики и ре дакторы связей), средства контроля и отладки программ.
Текстовые редакторы позволяют удобно редактировать, формировать и объединять тексты программ, а некоторые - и контролировать синтаксис создаваемых программ.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, должна быть преобразована в объектный модуль, записанный на машинном языке (в двоичных кодах). Подобное преобразование выполняется трансляторами (ассемблером - с языка Assembler и компиляторами - с языков высокого уровня). Для некоторых алгоритмических языков используются интерпретаторы, не создающие объектный модуль, а при каждом очередном выполнении программы переводящие каждую ее отдельную строку или оператор на машинный язык. Объектный модуль обрабатывается загрузчиком - редактором связей, преобразующие его в исполняемую машинную программу.
Средства отладки позволяют выполнять трассировку программ (пошаговое выполнение с выдачей информации о результатах исполнения), производить проверку синтаксиса программы и промежуточных результатов в точках останова, осуществлять модификацию значений переменных в этих точках.
Системы технического и сервисного обслуживания представляют собой программные средства контроля, диагностики и восстановления работоспособности компьютера, дисков и т. д.
Прикладное программное обеспечение обеспечивает грешение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.
Пакет прикладных программ - это совокупность программ для решения круга задач по определенной тематике или предмету. Различают следующие типы пакетов прикладных программ:
- общего назначения - ориентированы на автоматизацию широкого круга задач пользователя (текстовые процессоры, табличные редакторы, системы управления базами данных, графические процессоры, издательские системы, системы автоматизации проектирования и т. д.);
- методо-ориентированные - реализация разнообразных экономико-математических методов решения задач (математического программирования, сетевого планирования и управления, теории массового обслуживания, математической статистики и т. д.);
- проблемно-ориентированные - направлены на решение определенной задачи (проблемы) в конкретной предметной области (банковские пакеты, пакеты бухгалтерского учета, финансового менеджмента, правовых справочных систем и т. д.).
К прикладному программному обеспечению относятся сервисные программные средства, которые служат для организации удобной рабочей среды пользователя, а также для выполнения вспомогательных функций (информационные менеджеры, переводчики и т. д.).
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.
Назначение ПО:
- обеспечение работоспособности компьютера;
- облегчение взаимодействия пользователя с компьютером;
- сокращение цикла от постановки задачи до получения результата;
- повышение эффективности использования ресурсов компьютера.
Программное обеспечение позволяет:
- усовершенствовать организацию работы вычислительной системы с целью максимального использования ее возможностей;
- повысить производительность и качество труда пользователя;
- адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы;
- расширить ПО вычислительной системы.
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:
- создание пользователем собственных программ и пакетов, реализующих как конкретные расчетные задачи, так и процессы управления отдельными устройствами и всей вычислительной системой в целом;
- дополнение существующего ПО программами, позволяющими расширять возможности операционной системы, работать с новыми типами внешних устройств, новыми вычислительными системами (компьютерами), в новых областях применения.
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:
- модульность;
- наращиваемость и развитие;
- надежность;
- предсказуемость;
- удобство и эргономичность;
- гибкость;
- эффективность;
- совместимость.
Основные принципы разработки современного программного обеспечения:
- параметрическая универсальность;
- функциональная избыточность;
- функциональная избирательность.
Программы на компьютер можно установить двумя способами:
- Инсталляцией с дистрибутива
- Простым копированием
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.
Внутреннее ПО выполняет следующие основные функции:
- управляет широким набором периферийных устройств;
- осуществляет быструю проверку работоспособности ПЭВМ при ее включении;
- устанавливает отдельные аппаратные модули в исходное состояние;
- загружает программы ОС.
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:
- открытую структуру, что позволяет добавлять в систему новые драйверы;
- гибкость организации доступа к драйверам через программные прерывания, что позволяет не фиксировать их в строго определенных областях памяти, быстро и легко их заменять;
- настраиваемую структуру, ориентирующую драйверные программы на определенный класс периферийных устройств, параметры которых размещены в специальных таблицах. Драйверы настраиваются на конкретные периферийные устройства при помощи изменений значений в этих таблицах;
- резидентное размещение в оперативной памяти, позволяющее использовать драйвер в любой момент времени из любой программы.
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.
Классификация программного обеспечения по функциональному назначению
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.
Программные средства или программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сферы использования ЭВМ.
Для функционирования ЭВМ используется комплекс программного обеспечения, который делится на 3 большие категории:
– системное ПО;
– инструментальные системы (системы программирования);
– прикладное ПО.
Системное программное обеспечение предназначено для:
– создания операционной среды функционирования других программ;
– автоматизации процесса разработки новых программ;
– обеспечения надежной и эффективной работы вычислительной сети;
– проведения диагностики и профилактики аппаратуры;
– выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирования, архивирования и т.п
Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
Операционная система является посредником между пользователем и другими программами, а также между пользователем и компьютером.
Основные задачи, решаемые операционной системой:
– организация диалога с пользователем;
– управление аппаратными средствами компьютера;
– организация файловой системы;
– запуск прикладных программ.
Инструментальные системы предназначены для создания программных продуктов и включают в себя все средства, необходимые для производства программ и формирования их в машинном коде, в том числе, включают языки программирования и трансляторы.
Программа – это совокупность команд, управляющих действиями компьютера, записанная в соответствии с синтаксисом языка программирования.
Язык программирования – искусственный язык, созданный для описания алгоритмов обработки данных.
Транслятор – программа-переводчик с языка программирования на язык машинных кодов. Трансляторы делятся на интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды и одновременное выполнение каждой команды.
Компилятор – транслятор, который переводит всю программу в машинные команды без ее выполнения. Компилированные программы работают быстрее интерпретированных в 20-50 раз.
Одной из основных составляющих инструментального ПО являются языки программирования, которые делятся на две большие группы:
1. Машинно-зависимые (автокод, ассемблер);
2. Машинно-независимые или языки высокого уровня:
– процедурно-ориентированные (Фортран, Паскаль, Бейсик и др.);
– проблемно-ориентированные (узкоспециализированные);
– объектно-ориентированные (Java, C ++);
– скрипт-языки (для работы с программами в сети Интернет).
Прикладное программное обеспечение предназначено для выполнения конкретных работ. Прикладные программы разрабатывается специалистами, как правило, для широкого круга пользователей. Простые прикладные программы создаются пользователями для собственных нужд.
Среди множества программ выделяются широко распространенные прикладные программы, которые классифицируются по видам деятельности:
– подготовка текстов – редакторы текстов;
– подготовка графики – графические редакторы;
– подготовка типографских документов – издательские системы;
– обработка табличных данных – табличные процессоры;
– обработка массивов информации – системы управления базами данных;
– конструирование –системы автоматизированного проектирования;
– бухучет и финансовая отчетность – бухгалтерские и банковские программы.
