Классификация программного обеспечения пк. Назначение и виды программного обеспечения 1 понятие профессионально ориентированного программного обеспечения

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ,

выполняемых вычислительной системой.

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 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 конкректного 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.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ - от игровых до научных.

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории (рис. 1):

Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

Системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:

Управление ресурсами компьютера;

Создание копий используемой информации;

Проверка работоспособности устройств компьютера;

Выдача справочной информации о компьютере и др.;

Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения.

Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО - операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась.

Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность).

Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.

Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как, например, программа - электронный собеседник.

На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определённо сложились следующие группы программного обеспечения:

Операционные системы и оболочки;

Системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);

Инструментальные системы;

Интегрированные пакеты программ;

Динамические электронные таблицы;

Системы машинной графики;

Системы управления базами данных (СУБД);

Прикладное программное обеспечение.

Структура программного обеспечения показана на рис. 6.2. Разумеется, эту классификацию нельзя считать исчерпывающей, но она более или менее наглядно отражает направления совершенствования и развития программного обеспечения.

Прикладная программа - это любая конкретная программа, способствующая решению

какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Профессионально-ориентированного программного обеспечения- программное обеспечение прикладного характера, предназначенное для решения задач в пределах какой-либо отрасли.

Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.

Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п.

В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

Cреди 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. Кратко опишем 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.

Рис. 2. Структура программного обеспечения компьютера

Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий - портит файлы, "засоряет" оперативную память и т.д.

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. ent Environments).

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным обеспечением. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ – от игровых до научных.

Существует два основных типа программного обеспечения: системное (называемое также общим) и прикладное (называемое специальным). Каждый тип программного обеспечения выполняет различные функции. Системное программное обеспечение – это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор , коммуникационные и периферийные устройства. Программистов, которые создают системное программное обеспечение , называют системными программистами. К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки – примеры прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение , называют прикладными программистами.

Оба типа программного обеспечения взаимосвязаны и могут быть представлены в виде диаграммы, изображенной на рис.2.1 . Как видно, каждая область тесно взаимодействует с другой. Системное программное обеспечение обеспечивает и контролирует доступ к аппаратному обеспечению компьютера. Прикладное программное обеспечение взаимодействует с аппаратными компонентами через системное. Конечные пользователи в основном работают с прикладным программным обеспечением. Чтобы обеспечить аппаратную совместимость, каждый тип программного обеспечения разрабатывается для конкретной аппаратной платформы.

Рис. 2.1.

Системное ПО , в состав которого входят операционная система , трансляторы языков и обслуживающие программы, управляет доступом к аппаратному обеспечению. Прикладное ПО , такое как языки программирования и различные пользовательские приложения, работает с аппаратным обеспечением через слой системного ПО . Пользователи, в свою очередь , взаимодействуют с прикладным программным обеспечением.

Программные системы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

• аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;
• функциональные задачи различных предметных областей;
• технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделяют соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис.2.2 :

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение;
• инструментальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение ( System Software ) – совокупность программ и программных комплексов, предназначенная для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение выполняет следующие задачи:

• создание операционной среды функционирования других программ;
• обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
• проведение диагностики, локализации сбоев, ошибок и отказов и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
• выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Рис. 2.2.

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области . К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для решения задач определенного класса конкретной предметной области . Пакеты прикладных программ ( ППП ) общего назначения служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка пакетов прикладных программ на компьютер выполняется системными администраторами, системными программистами, а также (в некоторых случаях) квалифицированными пользователями. Непосредственную эксплуатацию программных продуктов осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Инструментарий технологии программирования представляет собой совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов .

Инструментарий технологии программирования включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Системное программное обеспечение (рис.2.3) можно разделить на базовое программное обеспечение , которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисное программное обеспечение , которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение ( base software ) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение включает программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Рис. 2.3.

В базовое программное обеспечение входят:

• операционная система;
• операционные оболочки (обычно текстовые и графические);
• сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

• управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);
• функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;
• наличие компрессии диска;
• возможность архивирования файлов;
• поддержка многозадачного режима работы;
• поддержка сетевого программного обеспечения;
• наличие качественной документации;
• условия и сложность процесса инсталляции;
• мобильность (переносимость), безопасность, надежность и др.

Операционные системы, учитывая их центральное положение в программном обеспечении компьютеров, подробно рассматриваются в следующей главе учебника.

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя, а в будущем возможны варианты речевого интерфейса и распознавание рукописного ввода данных. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ (или программ, поставляемых непосредственно с операционными системами), которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

• программы диагностики работоспособности компьютера;
• антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;
• программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;
• программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
• программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами. Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т. п.).

В современных операционных системах такие утилиты могут быть представлены, как, например, в Windows , группами программ "стандартные" и "служебные". В них входит ряд полезных программ: калькулятор, звукозапись, блокнот и др. В группе "служебные" имеется ряд программ, расширяющих возможности операционной системы: очистка и дефрагментация диска, восстановление системы и т.п.

Введение

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает множество программ - от игровых до научных. Программное обеспечение (ПО) - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.

Под программным обеспечением понимается совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных с использованием средств вычислительной техники.

К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО.

В нее включаются:

Технология проектирования программ;

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.

К сервисному программному обеспечению относятся:

1. Драйверы (программы, с помощью которых операционная система получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Они предназначены для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера).

Вот далеко не полный список применений: подключение мыши; клавиатуры; подключение графопостроителей (плоттеров), сканеров, принтеров, копировальной техники (ксероксов), дигитайзеров; связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных; подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям; подключение к сети персональных компьютеров.

2. Утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг).

Типичными представителями утилит являются:

Диспетчеры файлов или файловые менеджеры;

Архиваторы файлов, папок и дисков;

Средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами;

Средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусные программы);

Программы динамического сжатия дисков. Они позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают в ее исходном виде.

Деинсталляторы приложений, установленных на компьютере. Они служат заменой стандартному диалогу Добавить/Удалить программу Windows. При этом работают приблизительно в 5-10 раз быстрее. Имеется функция поиска приложения по ключевому слову.

Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы Norton Utilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities.

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

Тестовое программное обеспечение является средствами диагностики; средствами контроля, которые позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков . Назначение тестов - обнаружение ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом. Некоторые программы выполняют различные вспомогательные функции: например выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера, очистку системного реестра, очистку диска от временных и ненужных файлов и редактирование папки "Автозагрузка" и т. д.

Инструментальные средства программирования предназначены для создания программ. К ним относятся языки и системы программирования, которые обеспечивают поддержку всех этапов работ по созданию программ: создание исходного кода программы на языке программирования, компиляцию /интерпретацию, отладку, документирование, поддержку и сопровождение программных продуктов.

Системы программирования обычно содержат трансляторы (компиляторы и интерпретаторы); библиотеки справочных программ (функций, процедур), редакторы связей, загрузчики и отладчики.

Функция связывания состоит в компоновке программы из многих объектных модулей. Поскольку каждый из объектных модулей в составе программы был получен в результате отдельного процесса трансляции, который работает только с одним конкретным модулем, обращения к процедурам и данным, расположенным в других модулях, в объектных модулях не содержат актуальных адресов. Выполнение функции связывания выполняет отдельная программа, называемая редактором связей или компоновщиком. Редактор связей выполняет только функцию связывания - сборки программы из многих объектных модулей и формирование адресов в обращениях к внешним точкам. На выходе редактора связей получается загрузочный модуль.

Для размещения объектной программы в оперативной памяти должно быть найдено и выделено свободное место в памяти. Для выполнения этой функции программа загрузчик обращается к операционной системе, которая выполняет его запрос на выделение памяти в рамках общего механизма управления памятью. Загрузчик - программа, которая подготавливает объектную программу к выполнению и инициирует ее выполнение.

Отладчик является отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д. Ведь, по сути, в чём заключается работа отладчика? Чтобы помочь программисту локализовать ошибку с точностью до конкретной функции, конкретной операции, конкретной переменной. В этом нелёгком деле отладчику также может помочь операционная система.

Прикладное программное обеспечение объединяет широкий перечень программ, предназначенных для различных информационных систем. Однако эти программы не могут работать без работы операционной системы (ОС), которая создает среду для их выполнения.

Основные понятия программного обеспечения

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ

Контрольные вопросы

1. Что такое архитектура ЭВМ?

2. Назовите принципы построения ЭВМ, сформулированные фон Нейманом.

3. Какие устройства входят в состав ЭВМ фон Неймана?

4. Какие электронные элементы располагаются на материнской плате?

5. Назовите основные функции микропроцессора?

6. Что такое тактовая частота?

7. Что такое разрядность микропроцессора?

8. Какие модели микропроцессоров Вам известны?

9. Каково назначение устройств памяти?

10. Что такое ОЗУ и ПЗУ?

11. Что обозначается сокращенно RAM?

12. Чему равна минимальная порция информации в устройствах памяти для ПК?

13. Каково назначение системной шины?

14. Назовите основные группы клавиш на стандартной клавиатуре.

15. К какому порту подключается мышь?

16. Каково назначение монитора?

17. Опишите принцип работы матричных, струйных и лазерных принтеров?

18. Что представляют собой дорожки и секторы на магнитном диске?

19. Зачем выполняют форматирование дисков?

20. Что собой представляет лазерный диск?

21. Что такое драйвер?

22. Какие бывают типы портов?

Компьютер - это программно-управляемое автоматическое устройство для работы с информацией. Без программ любой компьютер - «мертвое железо» Возможности компьютера как технической основы системы обработки данных связаны c используемым программным обеспечением (программами).

Программа (program, routine ) - упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение (sowtware) - совокупность программ обработки данных.

Задача (problem, task) - проблема, подлежащая решению.

Приложение (application) - программная реализация на компьютере решения задачи.

Программное обеспечение можно разделить на три группы:

– системные программы;

– прикладные программы;

– системы программирования.

Системными называют программы, которые осуществляют организацию вычислительного процесса и управление ресурсами ЭВМ.

Они предназначеныдля управления работой устройств, составляющих компьютер, организации связи с пользователем (пользовательский интерфейс), работой с файловой системой.

Системные программы состоят из:

– операционных систем (ОС),

– операционных оболочек,

– специальных программ.

Операционная система (ОС) - комплекс программ, обеспечивающих поддержку работы аппаратных средств ЭВМ, сетей и всех программ.

При включении питания компьютера в первую очередь в ОЗУ загружается операционная система, под управлением которой происходит проверка работоспособности и вся последующая работа ЭВМ. Завершается работа также под управлением ОС.

Операционные системы

Операционные системы классифицируются по:

– количеству одновременно работающих пользователей на однопользовательские и многопользовательские ОС;

– числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС, на однозадачные и многозадачные;

– количеству используемых процессоров на однопроцессорные имногопроцессорные;

– разрядности процессора на 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные;

– типу пользовательского интерфейса на командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);

– способу использования общих аппаратных и программных ресурсов на сетевые илокальные.

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

В многозадачном режиме каждой задаче (программе, приложению) поочередно выделяется какая-то доля процессорного времени. Поскольку процесс переключения идет очень быстро, а выделяемые задачам доли процессорного времени достаточно малы, то для пользователя создается впечатление одновременного выполнения сразу нескольких задач.

Операционная система MS-DOS является командной (текстовой) ОС для 16-разрядных ЭВМ на основе микропроцессоров 8086...80486. Все программы MS-DOS хранятся на магнитных дисках, поэтому она называется дисковой операционной системой (Disk Operating System). Буквы MS являются сокращением названия фирмы-разработчика Microsoft. Было выпущено несколько модификаций этой ОС, поэтому можно говорить о целом семействе операционных систем MS-DOS.

Операционные системы семейства Windows

При создании операционной системы семейства Windows фирма Microsoft использовала объектно-ориентированный подход.

На уровне пользователя объектно-ориентированный подход выражается в том, что интерфейс представляет собой подобие реального мира, а работа с ЭВМ сводится к действиям с обычными объектами. Так, папки можно открывать, закрывать, перемещать, убирать в портфель. Документы можно просматривать, исправлять, перекладывать с одного места на другое, уничтожать или выбрасывать в корзину.

В ОС Windows заложены принципы:

– WYSIWYG (What You See Is What You Get - что видите, то и получаете), за счет которого на принтере формируется такое же изображение, как и на экране дисплея. При работе в DOS вид текста на экране монитора и отпечатанного на принтере может оказаться разным. Это зависит от выбранного на принтере шрифта.

– Plug and Play (вставь и играй, точнее, подключи и используй) позволяет без ручной настройки подключать новые устройства к ЭВМ, например, принтер или лазерный проигрыватель. Англоязычный термин Plug and Play по-русски произносится плаг энд плэй. ОС, поддерживающая этот принцип, автоматически подбирает драйвер, необходимый для работы нового подключенного к ЭВМ устройства.

– технология Drag and Drop (перетащи и положи). Благодаря технологии Drag and Drop легко изменить положение любого окна и его размеры.

В Windows можно составлять документы из частей, которые готовятся в различных приложениях. Для связывания и внедрения документов используется технология OLE (Object Linking and Embedding), что означает «связывание и внедрение объектов».

При работе в операционной системе Windows программы принято называть приложениями.

Достоинством операционных систем семейства Windows является унифицированный пользовательский интерфейс (оболочка), благодаря которому в различных программах сохраняются одинаковые принципы управления их работой. Эта обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач.

При этом пользовательский интерфейс каждой программы размещается " отдельной прямоугольной области, которая называется окном.

Операционные оболочки –– графические надстройки созданные для облегчения работы с помощью операционной системы. Наибольшей популярностью в России пользуются Norton Commander, DOS Navigator ,Windows Commander и др.

Специальные программы –– выполняют некоторые дополнительные услуги системного характера. Эти программы подразделяются на утилиты и драйверы.

Утилиты - предназначены для выполнения часто повторяющихся операций, например, форматирование магнитных дисков, дефрагментация дисков, архивация файлов, восстановление случайно удаленных файлов, поиск и удаление вирусов и т. д.

Драйверы - системные программы, обеспечивающие работу принтеров, дисководов, дисплеев, клавиатуры и т. п. Слово «драйвер» происходит от английского слова driver - шофер, водитель.

Пакеты прикладных программ (ППП)

Пакет прикладных программ (application program package) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Прикладные программы , дают возможность пользователю непосредственно решать свои информационные задачи.

Прикладное программное обеспечение, в свою очередь, делится на две части:

– прикладные программы общего назначения,

– профессионально-ориентированные программы.

К прикладными программам общего назначения относятся программы, которые нужны большинству пользователей независимо от их профессиональных интересов. Они включают в себя:

– системы обработки текстов (текстовые процессоры);

– системы компьютерной графики (графические редакторы);

– системы табличных расчетов - электронные таблицы (табличные процессоры);

– системы управления базами данных, ориентированные на пользователя;

– средства разработки презентаций;

– программы, обеспечивающие работу с электронной почтой и работу с Интернетом.

Профессионально-ориентированные программы составляют специализированные программы для специалистов узкого круга задач.

Системы программирования - инструмент для работы профессиональных программистов.

Каждая такая система ориентирована на определенный язык программирования: Паскаль, Бейсик, Фортран, Си, Ассемблер и др. Системы программирования позволяют создавать тексты программ, отлаживать и исполнять программы. Все перечисленные выше виды программного обеспечения создаются программистами с помощью специально созданных систем программирования.

Каковы основные тенденции в разработке ЭВМ 5–­го поколения?

Опишите принцип действия лазерных принтеров.

Что такое материнская плата? Какие компоненты ПК на ней находятся?

Какие программы входят в состав BIOS?

Какие функции в компьютере выполняет оперативное запоминающее устройство?

Какие основные параметры процессора? Что характеризует тактовая частота и в каких единицах она измеряется?

В чем смысл магистрально – модульного принципа построения архитектуры ПК?

Какие типы шин существуют в компьютере и для чего они предназначены?

Какая элементная база была основой создания ЭВМ третьего поколения?

Какие принципы построения ЭВМ разработал Джон фон Нейман?

В чем состоит вклад Ч. Бэббиджа в развитие средств вычислительной техники?

ГЛАВА 3

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: программа, системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение, файл, папка, операции с файлами, файловая система, ОС Windows XP, главное меню, стандартные программы, ярлык, Рабочий стол, окна, панель управления, программа Проводник, Корзина, форматирование, поисковая система, пакет Microsoft Office, компьютерное пиратство, лицензионное соглашение.

Эффективное использование новейших информационных технологий зависит от грамотного и правильного выбора не только компьютера соответствующей конфигурации, но и программ, обеспечивающих обработку компьютерной информации.

Выбор соответствующего программного обеспечения зависит от вида обрабатываемой информации, форм ее представления, производимых операций, форм вывода информации и т. д. Это предполагает знание состояния современного программного обеспечения (ПО).

Программа – это набор операторов, который в виде единого целого используется для управления работой компьютера. Любая программа находится в памяти компьютера и активизируется при извлечении ее из памяти в виде последовательности команд.

Под программным обеспечением понимается совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники. В зависимости от функций, выполняемых ПО, его можно разделить на виды (рис. 3.1).

Важное место в ПО занимает системное программное обеспечение (СПО). Термин System Software означает программы и комплексы программ, являющиеся общими для всех пользователей и применяемые как для автоматизации создания новых программ, так и для обеспечения реализации уже существующих.

Соответствующая операционная среда может быть организована в ОС в виде отдельной виртуальной машины. К классу системного программного обеспечения относят и эмуляторы, позволяющие смоделировать в ОС другую ОС. Ряд ОС могут реализовывать программы, созданные для других ОС.

Ядром любой СПО являются ОС, поэтому они более подробно будут рассмотрены далее.

Системы программирования в большинстве своем предназначены для создания новых программ. К этим системам обычно относят языки программирования, которые, как правило, предназначены для профессиональных программистов. Любая система программирования работает только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако она может позволить разрабатывать программы и под другие ОС. В последнее время появились мощные системы программирования на языках Java, Delphi, СИ++, Visual Basic.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения – утилиты (лат. utilitas – польза).

Утилитами называют специальные системные программы, с помощью которых можно обслуживать как саму ОС, так и программы, связанные с обслуживанием вычислительной системы. Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности ОС, либо решают самостоятельные задачи.

Различают следующие разновидности утилит:

— программы контроля ,тестирования и диагностики , которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации и указания причин и места неисправности;

— программы – драйверы , которые расширяют возможности ОС 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 такого заражения;

— программы оптимизации и контроля качества дискового пространства ;

— программы восстановления информации, форматирования, защиты данных ;

— коммуникационные программы , организующие обмен информацией между компьютерами при их объединении в компьютерные сети;

— программы для управления памятью , обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

— программы для записи CD – ROM, CD – RW, DVD и многие другие.

Часть утилит входит в состав ОС, а другие функционируют автономно.

Системы управления файлами предназначены для удобного доступа к данным, сохраняемым в памяти компьютера в виде файлов.

Файл – это именованный набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными и создаются системы управления файлами. Как правило, все современные ОС имеют системы управления файлами. Имеются ОС, обеспечивающие работу с несколькими файловыми системами. Некоторые простейшие ОС могут работать и без файловых систем.

По способам именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя. До появле­ния ОС Windows 95 общепринятым способом именования файлов было Соглашение 8.3. Согласно этому соглашению, принятому в MS – DOS, имя файла состояло из двух частей: собственно имени и расширения. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение – 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно – цифровые символы латинского алфавита.

Основным недостатком «коротких» имен является их низкая содержательность. Далеко не всегда удается выразить несколькими символами характеристику файла, поэтому с появлением ОС Windows 95 было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Прописные и строчные буквы не различаются ОС, однако символы разных регистров отображаются ОС. Расширением имени счи­таются все символы, идущие после последней точки, например:

В современных ОС любое расшире­ние имени файла может нести информацию для ОС. В ОС Windows имеются средства для регистрации свойств типов файлов по расширению их имени. Поэтому во многих случаях выбор расшире­ния имени файла не является частным делом пользователя. Приложения этих систем предлагают выбрать только основную часть имени и указать тип файла, а соответствующее расширение имени записывается автоматически:

— .xls – электронная таблица MS Excel;

— .doc – текстовый файл редактора MS Word;

— .mdb – файл базы данных MS Access;

— .zip – упакованный файл;

— .bmp – графический файл и т.д.

Кроме имени и расширения имени файла, ОС хранит для каж­дого файла дату его создания (изменения), размер и несколько флаговых величин, назы­ваемых атрибутами файла.

Атрибуты – это дополнительные параметры, опреде­ляющие свойства файлов. ОС позволяет их контролировать и изменять. Значения атрибутов учитываются при проведении опе­раций с файлами.

Основных атрибутов четыре:

— Только для чтения (Read only);

— Скрытый (Hidden);

— Системный (System);

— Архивный (Archive).

Атрибут «Только для чтения » ограничивает возможности работы с файлом. Его уста­новка означает, что файл не предназначен для внесения изменений.

Атрибут «Скрытый » сигнализирует ОС о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против умышленного или неумышленного повреждения файла.

Атрибутом «Системный » помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой ОС. Отличительная особенность этого атрибута в том, что средствами ОС его изменить нельзя. Как правило, большин­ство файлов, имеющих установленный атрибут «Системный», имеют также установленный атрибут «Скрытый».

Атрибут «Архивный » в прошлом использовался для работы программ резервного копи­рования. Предполагалось, что любая программа, изменяющая файл, должна авто­матически устанавливать этот атрибут. Современные программы резервного копирования используют другие средства для установления факта изменения файла, и данный атрибут во внимание не принимается. Его изменение вруч­ную средствами ОС не имеет большого практического значения.

Папка (каталог) – это специальное место на диске, в котором регистрируются все сведения о файлах (имя, размер, свойства, дата и время создания и т.д.).

До появления ОС Windows 95 при описании иерархической файловой структуры использовался термин «каталог». С появлением семейства ОС Windows был введен новый термин – «папка». Эти термины равнозначны: каждому каталогу файлов на диске соответствует одно­именная папка ОС системы.

Папки – важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много. Файлы объединяются в папки по любому общему признаку, заданному их созда­телем (по типу, принадлежности, назначению, времени создания и др.). Папки нижних уровней вкладываются в папки более высоких уровней и явля­ются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической струк­туры является корневая папка диска.

Правила присвоения имени папке ничем не отличаются от правил присвоения имени файлу, хотя негласно для папок не принято давать расширения имен.

В иерархических структурах данных адрес объекта задается маршрутом (путем доступа), ведущим от вершины структуры к объекту. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные ката­логи разделяются между собой определенным символом. Во многих ОС в качестве такого символа используется «\» (обратная косая черта), например:

Система управления файлами создается для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой. Необходимо четко разграничивать понятия «файловая система» и «система управления файлами». Это означает, что для работы с файлами, организованными в соответствии с определенной файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами.

Благодаря использованию системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности: создание, удаление, переименование файлов, папок и присвоение им имен; копирование и перемещение файлов; навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, папке; управление атрибутами файлов; защита файлов от несанкционированного доступа и др.

Для загрузки самой ОС и организации работы той или иной системы управления файлами были приняты специальные соглашения о структуре жесткого диска.Принцип организации файловой системы зависит от ОС. Жесткий диск представляется как набор поверхностей. У гибких дисков их всего две (верхняя и нижняя). Жесткие диски – это на самом деле «этажерки», состо­ящие из нескольких пластин, поэтому количество поверхностей у них больше. Каждая поверхность диска разделяется на кольцевые дорожки, а каж­дая дорожка – на секторы (рис. 3.2). Размеры секторов фиксированы и равны 512 байт.

Чтобы найти на диске тот или иной файл, надо знать его место расположения (адрес). Проще всего было бы записать адрес файла в виде номера поверх­ности, номера дорожки и номера сектора. Однако у каждой поверхности диска используется своя головка для чтения/записи. Эти головки перемещаются не порознь, а одновременно. Если, например, пятая головка подводится к тридцатой дорожке, то и все другие головки подво­дятся к своим тридцатым дорожкам. Поэтому вместо понятия дорожки используют понятие цилиндра.

Цилиндр – это совокупность всех дорожек, имеющих одинако­вые номера, то есть равноудаленные от оси вращения. Поэтому реально местопо­ложение файла на жестком диске определяется номером цилиндра, номером поверх­ности и номером сектора.

Сектор – это наименьшая единица хранения данных, но для адресации она используется далеко не во всех файловых системах из – за малого размера. Такие ОС, как MS – DOS, Windows, OS/2, используют для адресации более крупную единицу хранения, называемую клас­тером. Кластер – это группа соседних секторов. Размер кластера зависит от раз­мера жесткого диска. Чем больше диск, тем большим назначается размер кластера. Типовые значения размера одного кластера: 8, 16, 32 или 64 сектора.

Данные о том, в каком кластере диска начинается тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT – таблицах). Поскольку нарушение FAT – таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования по надежности. FAT – таблица создается в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами ОС.

В таблице 3.1. перечислены типы файловых систем и версии ОС Windows, которые их используют.

Используемыми ОС Windows файловыми системами являются:

— FAT16 – наиболее старая файловая система, которую могут использовать практически все Из – за имеющихся ограничений она не может использовать диски больше, чем 4096 Мб. Система FAT16 считается устаревшей, хотя иногда успешно применяется и по сей день. Максимально возможный размер файла – 4 Гб.

— FAT32 – более новая файловая система, с которой могут работать все новые ОС, выпущенные после 1998 г. Размер дисков под FAT32 может достигать 127 Гб. Максимально возможный размер файла – 4 Гб.

— NTFS – старая, но тщательно разработанная файловая система, отличающаяся от FAT16 и FAT32 своей надежностью и способностью обеспечить защиту от несанкционированного доступа. Эту файловую систему «понимают» далеко не все ОС.

— CDFS – файловая система, используемая для дисков CD – ROM. На жестких дисках она не применяется. Используется всеми современными ОС.