Обзорная лекция № 32

для студентов специальности

«Программное обеспечение информационных технологий»

доцента кафедры ИВТ, к.т.н. Ливак Е.Н.

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Основные понятия, факты

Назначение и классификация СПО. Требования к СПО. Базовое и сервисное СПО. Операционные системы. Системы управления файлами. Системные утилиты. Системы программирования.

Навыки и умения

Разработка системного программного обеспечения в соответствии с требованиями к СПО на языках Assembler , С++.

Установка и использование системных утилит.

К лассификация программного обеспечения

Традиционно все программное обеспечение подразделяют на два класса:

1) системное программное обеспечение (СПО) и

2) прикладное (пользовательское)программное обеспечение (ППО)

Выделим еще один класс (скорее группу) программ - специальное программное обеспечение информационных и управляющих систем.

Прикладные программы предназначены для решения функциональных задач, они выполняют обработку информации различных предметных областей.

Это самый многочисленный класс программных продуктов.

К специальному программному обеспечению информационных и управляющих систем относятся

· программы (системы) управления базами данных;

· программы управления языком интерфейса информационных систем;

· программы сбора и предварительной обработки информации (в информационно-измерительных системах, например, бортовые системы).

ПО этого класса часто оказывается скрытым в составе драйверов оборудования или поставляется в виде библиотек функционального расширения языков программирования.

Поэтому часто такие ПО относят к системному программному обеспечению.

Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.

Назначение системного программного обеспечения

Системное программное обеспечение предназначено для :

· создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);

· автоматизации разработки (создания) новых программ;

· обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

· проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

· выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Программные продукты данного класса 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 системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Классификация системного программного обеспечения

В СПО традиционно включают

· системные управляющие и

· системные обрабатывающие программы.

Управляющие системные программы организуют корректное функционирование всех устройств системы.

Основные системные функции управляющих программ -

· управление вычислительными процессами и вычислительными комплексами и

· работа с внутренними данными ОС.

Как правило, они находятся в основной памяти. Это резидентные программы, составляющие ядро ОС. Управляющие программы, которые загружаются в память непосредственно перед выполнением, называю транзитными ( transitive ).

В настоящее время системные управляющие программы поставляются фирмами-разработчиками и фирмами-дистрибьюторами в виде инсталляционных пакетов операционных систем и драйверов специальных устройств.

Обрабатывающие системные программы выполняются как специальные прикладные задачи, или приложения .

Эти программы поставляются чаще в виде дистрибутивных пакетов, включающих ПО

Замечание. В пакеты системных программ помимо основных программ, допускающих реконфигурацию, входят специальные настроечные программы , называемые программами инсталляции.

Другая классификация

Часто Системное ПО компьютера подразделяют на БАЗОВОЕ и СЕРВИСНОЕ программное обеспечение.

БАЗОВОЕ программное обеспечение (base software) - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

К базовому программному обеспечению компьютера относятся

· операционные системы и драйверы в составе ОС;

· интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС (операционные оболочки) и программные среды;

· системы управления файлами.

Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействием между собой и пользователем.

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

Операционная система, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, с другой стороны, предназначена для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Системы управления файлами предназначены для организации более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов система управления файлами позволяет использовать логический доступ с указанием имени файла.

Любая система управления файлами не существует сама по себе - она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой. То есть можно было бы систему управления файлами отнести к ОС.

Но в связи с тем, что

1) ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либос одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно); а дополнительную файловую систему можно установить (т.е. они самостоятельны)

2) простейшие ОС могут работать и без файловых систем;

системы управления файлами выделяются в отдельную группу системных программ.

Заметим, что часто в специальной литературе системы управления файлами относят все-таки к операционным системам.

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

Это набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

· драйверы специфических и специальных устройств (те, которые не поставляются в составе ОС).

· 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 физической 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 системными утилитами . (Заметим, что к антивирусным средствам этот термин обычно не применяется)

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.).

Наибольшее распространение сегодня имеют комплекты утилит: Norton Utilities - фирма Symantec; Checkit PRO Deliuxe 2.0 - фирма Touch Stone; PC Tools for Windows 2.0; программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95.

Системы программирования

Отдельно рассмотрим такую группу системного ПО как системы программирования .

Это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальны средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Система программирования включает следующие программные компоненты:

· редактор текста;

· транслятор с соответствующего языка;

· компоновщик (редактор связей);

· отладчик;

· библиотеки подпрограмм.

Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.

Например, одна из популярных систем программирования на языке С/С++ от фирмы Watcom для OS /2 позволяет получать программы и для самой OS /2, и для DOS , и для Windows .

Редактор текста - это программа для вводаи модификации текста.

Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу.

Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля

(У интерпретаторов два основных недостатка. Первый - низкая скорость работы интерпретируемых программ.)

Преимущество интерпретатора перед компилятором состоит в том, что программа пользователя имеет одно представление - в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений - в виде текста и в виде выполняемого файла.

Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттраслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен.

Отладчик позволяет управлять процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:

· пошаговое выполнение программы (режим трассировки) с отображением результатов,

· остановка в заранее определенных точках,

· возможность остановки в некотором месте программы при выполнении некоторого условия;

· изображение и изменение значений переменных.

Загрузчик -системная обрабатывающая программа, объединяющая основные функции редактора связей и программы выборки в одном пункте задания. Загрузчик помещает находящиеся в его входном наборе данных объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы.

Средства сетевого доступа обеспечивают обработку, передачу и хранение данных в сети.

Заметим , что чаще говорят о сетевых операционных системах, которые предоставляют пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.)

Ключом к использованию этих ресурсов является сервер, специальная программа на компьютере, подключенному к сети, которая принимает запросы (или команды) и посылает ответы автоматически.

Программы, предназначенные для подачи запросов серверу, называются программами-клиентами. Сервер предназначен для их обслуживания. Клиент посылает запросы пользователя на сервер, используя стандартизированный формат, называемый протоколом. Ответ сервера содержит информацию, представленную в виде файла, содержащего данные того или иного формата.

Постоянно ведется разработка все новых программ-клиентов, предлагающих более удобные способы взаимодействия с сервером.

Пример. Приложения Netscape Navigator , Internet Explorer - программы- клиенты.

Таким образом, в системном ПО мы выделили пять групп системных программ :

· операционные системы;

· интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС (операционная оболочка) и программные среды;

· системы управления файлами;

· системы программирования;

· утилиты;

· средства сетевого доступа.

Обратим внимание на то, что в ходе развития компьютерных систем наиболее используемые прикладные программы могут быть перенесены на уровень системных, что позволяет использовать их в различных приложениях. Например, средства управления диалоговым взаимодействием с пользователем в системных оболочках (типа Windows ).

С другой стороны, наиболее распространенные и критические по времени системные функции были частично или полностью реализованы аппаратно. Например, средства управления многопрограммным защищенным режимом и средства управления мультимедиа-устройствами в процессорах фирмы Intel .

Требования к системному программному обеспечению

Системные программы должны удовлетворять следующим требованиям:

· прозрачность работы;

· гарантированная надежность выполнения в соответствии со спецификациями (спецификациями называютсяфункциональные требования);

· максимальная скорость выполнения;

· минимальные затраты на хранение машинных кодов;

· поддержка стандартных средств связи с прикладными программами.

Эффективность системных программ зависит от времени их создания и надежности исполняемого кода.

Требование эффективности системных программ вызывает необходимость использования специальных языков

· машинно-ориентированных типа языка Assembler и

· высокого уровня типа C или C ++.

К типам данных этих языков отнесены указатели на данные различных типов или адреса данных и программных объектов.

Работа с большинством пакетов для разработки системного программного обеспечения предполагает знание и использование ассемблера для создания модулей и ассемблерных вставок.

Использованнаялитература

1.Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. - СПб.: Питер, 2001. - с. 17-21

2.Пустоваров В.И. Ассемблер: программирование и анализ корректности машинных программ: - К.: Издательская группа BHV , 2000. -с. 5-25

3. Internet- источник // iit.khsu.ru/isitc/informatika/6_2.htm

4. Internet- источник // www.stu.ru/inform/glaves2/glava8/gl_8_2.htm

Что такое программное обеспечение? Примеры его практического использования мы встречаем каждый день, садясь за компьютер. Даже простое перемещение мыши по экрану - это результат работы программного обеспечения. Какие есть разновидности ПО? Как осуществляется разработка программного обеспечения?

Программное обеспечение: теория

Работа компьютера осуществляется за счет совокупного использования аппаратного и программного обеспечения. Под первым понимается набор микросхем, плат и прочих электронных компонентов и устройств, входящих в состав ПК. Под вторым - компьютерные программы, которые предназначены для обработки информации и выполнения полезных действий при помощи ПК. Первое на сленге часто называется "железо", второе - "софт".

Появляется ПО на компьютере посредством инсталляции - размещения соответствующих файлов на диске. В ряде случаев необходимо производить обновление программного обеспечения. Это, по сути, повторная инсталляция более совершенной и современной версии ПО. Чтобы нужно обладать так называемым "дистрибутивом". Он представляет собой специализированную программу-инсталлятор.

Есть два основных типа ПО - системное и прикладное. Первая разновидность обеспечивает работу ПК с точки зрения его основных функций: запуск, загрузку и осуществление низкоуровневых вычислительных операций. Основными разновидностями системного ПО принято считать а также средства управления аппаратными компонентами компьютера и их настройки.

Это программы, с помощью которых на ПК производятся практически значимые действия. Например, набор текста, построение таблиц, рисование, пользование интернетом и т. д.

Если упростить язык, то можно резюмировать так: системное программное обеспечение - для компьютера, прикладное - для пользователя. Еще один способ объяснить разницу простым языком: работа как правило не видна. Они выполняют свои функции без "согласования" с пользователем, в скрытом режиме. В свою очередь, только при прямом участии пользователя работает прикладное программное обеспечение. Примеры и того и другого мы сегодня рассмотрим.

Есть, конечно, и "некомпьютерные" виды ПО. Ими могут управляться иного рода устройства - к примеру, планшеты, смартфоны, телевизоры. Есть программное обеспечение систем климат-контроля, промышленных объектов и т. д.

Что такое операционная система?

ОС - базовый с точки зрения эксплуатации возможностей ПК вид системного ПО. Почему его относят к этой категории программного обеспечения? Дело в том, что в средах, формируемых операционными системами, работают все остальное ПО компьютера (как системное, так и прикладное). ОС являют собой базу для работы ПК. Если нет операционной системы, то ни одна другая программа работать не будет. Основные процессы работы ОС скрыты от пользователя.

Самые распространенные в мире ОС для ПК - Windows (самая популярная, есть очень много ее версий - 7-я, 8-я, XP и другие), Linux, MacOS.

Системное ПО: драйвера

Второй, пожалуй, по значимости вид системного ПО - драйвера. Они призваны обеспечивать корректную работу аппаратных компонентов. Если на компьютере не инсталлированы драйверы для диска, то он функционировать не будет. Аналогично - для видеокарты, мыши, модема и даже процессора. Типовое программное обеспечение сети - драйвер маршрутизатора или же модема. Данный вид ПО, как правило, поставляется производителями оборудования (и во многих случаях входят в состав операционных систем).

Такова сущность системного ПО. На очереди у нас - прикладное программное обеспечение, примеры самых популярных решений и основные возможности, которые предлагаются пользователям.

Прикладное ПО: антивирусы, утилиты

Распространенные виды прикладного программного обеспечения - это антивирусы и утилиты. Первые предназначены защищать ПК от вредоносных программ, которые способны вывести из строя другое ПО или даже аппаратные компоненты компьютера. Одни из самых популярных в России антивирусов - NOD32, DrWeb, Kaspersky. Утилиты призваны обеспечивать стабильную работу ПК, следить за тем, насколько корректно работают процессор, диски, память и другие аппаратные компоненты компьютера.

Популярные Microsoft Word

Какие из конкретных образцов прикладного ПО находят наибольшую востребованность сегодня? Прежде всего, это касается программ для обработки текстов. Такого рода операции на компьютере - исторически самые первые. Одна из наиболее популярных в мире программ для обработки текстов и выполнения сопутствующих операций (рисование таблиц, графиков и т. д.) - Word. Разработала ее одна из крупнейших в мире корпораций - американская Microsoft. Допустима ее русская транскрипция, которая звучит как "программа Ворд".

К настоящему моменту выпущено несколько версий данного ПО. Функции в каждом из них отличаются, но базовая (и самая востребованная на практике) задача, выполняемая MS Word в той или иной модификации, - форматирование текста, сохранение его в файл и обеспечение (при необходимости) его корректного вывода на принтер.

Microsoft Word: возможности

"Программа Ворд" умеет выполнять огромное количество операций. А именно:

Форматирование букв и абзацев (подбор шрифта нужного размера и основных атрибутов - подчеркивание, написание жирным, курсив, расстояние между строк и т. д.)

Оформление внешнего вида страниц (задание цвета и рисунка на фоне, добавление графики, картинок и т. д.)

Добавление сопутствующих тексту элементов (таблиц, графиков, значков и т. д.)

Научиться пользоваться Word очень просто. Многие из элементов управления программой понятны интуитивно. Также стоит отметить, что компания Microsoft, выпустившая Word, снабдила свое решение подробной справочной системой, обратиться к которой пользователь может, нажав на клавиатуре F1.

Популярные прикладные программы: Microsoft Excel

Пример другого популярного прикладного ПО - Microsoft Excel (по-русски - "программа Эксель"). Ее узкая специализация - вычисления при помощи электронных таблиц. Такого рода решения значительно упрощают работу с цифрами.

Несмотря на то что данная программа считается профессиональной, освоить базовые методы работы с ней могут даже начинающие пользователи (отчего она и приобрела всемирную известность).

Microsoft Excel: возможности

Самые простые операции в Excel - это отображение текста и цифр в виде таблиц. Рабочее поле программы, собственно, и выглядит как большое количество ячеек, в каждую из которых можно что-то вписать. Более сложная процедура - построение графиков, введение формул. Операции, которые требуют профессиональной подготовки - программирование так называемых "макросов" (своего рода внутренних программ), инженерные вычисления.

Перечислим самые распространенные на практике типы задач, которые умеет решать "программа Эксель":

Математические расчеты с использованием числовых значений в табличных ячейках (суммирование, вычитание, деление, умножение, выстраивание прогрессий и т. д.);

Применение формул для автоматизации счета;

Составление отчетов, бланков, опросников и иных документов, которые наиболее комфортно смотрятся в виде таблиц;

Построение графиков, визуализация статистики при помощи диаграмм.

Так же как и в случае с Word, пользование Excel очень легко освоить самостоятельно. Элементы управления программой во многом интуитивно понятно. Данный вид ПО также снабжен подробной справочной системой (которая может пригодиться не только начинающему пользователю, но и профессионалу).

Популярные прикладные программы: Adobe Photoshop

Часто у пользователей возникает потребность в задействовании одной интересной программы - "Фотошопа". Для Windows 7, 8 или же XP она существует в большом количестве версий. Официально эта программа называется Adobe Photoshop. Она предназначена для рисования (такого рода решения называются "графическими редакторами"). Пользуются ей, как и в случае с Word и Excel, как начинающие пользователи, так и профессионалы: дизайнеры, веб-разработчики, создатели мультфильмов.

Photoshop относится к программам, обрабатывающим изображения в так называемом "растровом" режиме. Что это значит? Можно сказать, что к категории "растровой" принадлежит основная часть компьютерной графики. Речь идет об изображениях, состоящих из большого количества мелких точек (вспоминаем, как строится картинка на телевизоре и мониторе - принцип тот же). При помощи "растровых" можно создавать абсолютно любые графические элементы. Можно нарисовать портрет человека, дом, пейзаж - все что угодно. Кроме "растровой" графики есть еще "векторная". Изображения на ее основе можно, в свою очередь, выстраивать только по шаблонам, заложенным в программе.

Adobe Photoshop: возможности

При помощи Photoshop можно не только создавать картинки, но также вносить изменения в уже готовые. Отсюда термин "отфотошопить". Можно, например, видоизменять объекты на фото, что-то к ним пририсовывать, ретушировать - при большом опыте работы с Photoshop все может получиться очень правдоподобно.

Adobe Photoshop работает с большинством форматов графических файлов благодаря наличию большого набора конверторов для разных форматов. Последние преобразуют графическую информацию из формата файла в собственный формат редактора Adobe Photoshop при чтении из файла. При записи в файл конверторы выполняют обратное преобразование.

Каковы самые популярные виды операций, которые производятся в Photoshop? К ним можно отнести следующие:

Создание новых рисунков при помощью виртуальных кистей, карандашей, линеек, фигур с использованием различных цветов;

Изменение размера картинок или отдельных их элементов;

Объединение содержимого двух разных изображений;

Изменение цвета картинки или ее частей;

Применение визуальных эффектов за счет встроенных в программу шаблонов и алгоритмов;

Трансформация картинок (отражение, вращение и т. д.).

Так же, как в случае с Word и Excel, элементы управления Photoshop легко осваиваются интуитивно. Так что даже неопытный пользователь сможет что-то нарисовать. Многие из версий программы оснащены справочной системой на русском языке, где в подробностях рассказывается о том, как работать с Photoshop.

Популярные виды прикладного ПО: браузеры

Браузер - это программа, с помощью которой пользователи выходят в Интернет, читают новости с сайтов, пишут сообщения в соцсетях, просматривают ролики - словом, делают все то, что характерно для "виртуального пространства". Самые популярные в мире решения такого типа - Internet Explorer, Opera, Google Chrome. Есть очень большое количество их аналогов и подтипов. Функциональность каждого из них, в целом, одинаковая. Большинство пользователей предпочитают эксплуатировать те или иные, исходя из субъективной оценки качества дизайна программ и удобства расположения элементов управления на них.

Принцип работы браузеров основан на распознавании языка разметки гипертекста (называемого HTML) и преобразования его в понятные для пользователя визуальные элементы - текст, картинки, таблицы, видео, анимацию, формы сообщений и т. д.

Браузеры: возможности

Устроены образцы такого ПО очень просто. Основные элементы браузера - строка с адресом сайта и основное поле (называемое чаще всего "веб-интерфейсом", где отображается информация из Интернета. Главная особенность такой программы - она является посредником между пользователем ПК и другими людьми, находящимися в виртуальном пространстве. То есть, при помощи браузера (точнее, "веб-интерфейса") человек, по сути, может осуществлять обмен данными, отправляя что-то от себя (текст, файлы) и получая что-то от других. Был ли Интернет до изобретения браузеров? Безусловно. Дело в том, что "веб-интерфейс" - исторически не самый первый способ коммуникации между пользователями. Он появился после долгих лет международных согласований стандартов, по которым должен осуществляться обмен "виртуальной" информацией.

ПО: платное и бесплатное

Один из критериев классификации ПО - стоимость. Есть три категории решений. Во-первых, это полностью бесплатное Во-вторых, есть коммерческое. Если пользователь хочет задействовать такое ПО, то он должен заплатить за его инсталляцию. В-третьих, существует промежуточный тип ПО - условно бесплатное. В чем его особенность? В общем случае задействования такого ПО такова: не нужно платить за инсталляцию, но, после эксплуатации программы в течение какого-то времени (например, месяца), необходимо будет перечислить денежные средства разработчику за дальнейшее пользование.

Что такое "облачные технологии"?

В последние годы набрал очень большую популярность термин "облачные технологии". Что это за явление? "Облачные технологии" - это, если говорить простым языком, прикладное ПО, которое можно запускать из браузера (соответственно, оно не установлено на ПК). Рассмотрим пример. Microsoft Word, о котором мы говорили выше, запускается двойным щелчком по значку на рабочем столе. Но есть такое же решение но "облачное": использование программного обеспечения такого типа осуществляется через веб-интерфейс браузера. Как правило, файлы, с которыми работает пользователь при помощи такого ПО, также хранятся в Интернете.

Очень много программ сейчас существует в "облачном" формате. Появились даже версии операционных систем такого типа. Так что можно говорить, что "облачный" формат - это не только прикладное, но и системное ПО. Популярность таких решений сегодня связана с быстрой скоростью Интернета (несколько лет назад такого не было), а также экономией времени пользователя - не нужно ничего инсталлировать на ПК. Кстати, обновление программного обеспечения облачного типа происходит независимо от пользователя. Это тоже удобно.

Кто разрабатывает программное обеспечение?

Существует целая отрасль экономики, в рамках которое осуществляется разработка ПО - программирование. В ней работают люди с самыми разными профилями знаний. Но их объединяет общий признак - знание языков программирования. Используя один или несколько из них, человек пишет ПО. Язык программирования - это набор команд, распознаваемых аппаратными компонентами компьютера. Написав выстроенную определенным образом "фразу", человек, создающий ПО, дает "распоряжение" процессору, или, скажем, диску ПК произвести над файлом такую-то операцию. Языков, с помощью которых осуществляется разработка программного обеспечения, сотни. В числе популярных - С ("Си"), Java, Pascal, Ruby-on-Rails.

Трудно ли научиться создавать ПО?

Совсем нет. Разработчиком программ может стать абсолютно любой желающий человек. Создание ПО - это совсем не запрещенный вид деятельности. Многие успешные предприниматели начинали с того, что разрабатывали программное обеспечение. Примеры таких людей - Билл Гейтс, Линукс Торвальдс, Евгений Касперский. Изучить языки для создания ПО можно на основе большого количества доступной литературы, видеоуроков, или посетив специализированные курсы. Разработка программного обеспечения - одна из самых динамично развивающихся отраслей, и рост ее популярности главным образом, связан с всеобщей доступностью.

| Программное обеспечение компьютера. О системном ПО и системах программирования

Урок 8
Понятие программного обеспечения и его типы. Назначение операционной системы и ее основные функции

§9. Программное обеспечение компьютера
§10. 0 системном ПО и системах программирования

Программное обеспечение компьютера

Основные темы параграфа:

Что такое программное обеспечение;
- типы программного обеспечения;

Изучаемые вопросы:

- Состав прикладного программного обеспечения.


- Сервисные программы.

Что такое программное обеспечение

Возможности современного ПК столь велики, что все большее число людей находят ему применение в своей работе, учебе, быту. Важнейшим качеством современного компьютера является его «дружественность» по отношению к пользователю. Общение человека с компьютером стало простым, наглядным, понятным. Компьютер сам подсказывает пользователю, что нужно делать в той или иной ситуации, помогает выходить из затруднительных положений. Это возможно благодаря программному обеспечению компьютера.

Снова воспользуемся аналогией между компьютером и человеком. Новорожденный человек ничего не знает и не умеет. Знания и умения он приобретает в процессе развития, обучения, накапливая информацию в своей памяти. Компьютер, который собрали на заводе из микросхем, проводов, плат и прочего, подобен новорожденному человеку. Можно сказать, что загрузка в память компьютера программного обеспечения аналогична процессу обучения ребенка.

Создается программное обеспечение программистами.

Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение (ПО).

Программное обеспечение компьютера постоянно пополняется, развивается, совершенствуется. Стоимость установленных программ на современном ПК зачастую превышает стоимость его технических устройств. Разработка современного ПО требует очень высокой квалификации от программистов.

Типы программного обеспечения

В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным программным обеспечением. Основным элементом системного ПО является операционная система (например, Windows, Linux). Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным ПО, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор. Кроме системного ПО в состав программного обеспечения компьютера входят еще прикладные программы и системы программирования.

Программное обеспечение компьютера делится на:

Системное ПО;
- прикладное ПО;
- системы программирования.

О системном ПО и системах программирования речь пойдет позже. А сейчас познакомимся с прикладным программным обеспечением.

Состав прикладного программного обеспечения *

* В сфере ПО все очень быстро меняется, поэтому невозможно дать точную и неизменную классификацию.
Некоторые современные программы трудно отнести к какому-то одному из описанных ниже типов .

Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

В комплекте с операционной системой обычно поставляется набор прикладных программ общего назначения. В Windows это группа программ «Стандартные» (простые текстовые и графические редакторы, калькулятор и др.), программа электронной почты и интернет-браузер. К числу программ общего назначения можно отнести также офисные, мультимедийные и развлекательные программы. В Linux такие программы распределены по группам в соответствии с их назначением.

Офисные программы. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нем офисный пакет программ. К таким программам относятся:

Текстовые процессоры - для работы с текстовыми документами;
табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;
программы для создания презентаций - демонстрационного видеоряда, используемого для публичных выступлений;
программы для управления несложными базами данных.

Мультимедийные программы. Это программы общего назначения, предназначенные для работы с изображением и звуком. К ним относятся графические редакторы, позволяющие рисовать, обрабатывать фотографии, делать фотомонтаж. Программы-проигрыватели звука и изображения позволяют вывести на экран картинку, прослушать музыкальную запись, посмотреть видеофильм. Обработкой звука на компьютере, как правило, занимаются профессионалы, используя для этого специальные программные пакеты.

Развлекательные программы. Многие пользователи начинают свое общение с компьютером с компьютерных игр.

Профессиональные программы. Это прикладные программы специального назначения - инструменты профессиональной деятельности. Например, бухгалтерские программы применяются для автоматизированного начисления заработной платы и других расчетов, которые производятся в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования используются конструкторами для разработки проектов различных технических устройств; программы, позволяющие решать сложные математические задачи, применяются учеными и инженерами; медицинские экспертные системы помогают врачу ставить диагноз больному и многое другое.

Образовательные программы. Это также программы специального назначения. К образовательным программам относятся электронные учебники, учебные тренажеры. Нередко для целей обучения используется игровая форма. Особенно популярно такое совмещение для детей младшего возраста.

Коротко о главном

Программное обеспечение компьютера делится на три части: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования .

С помощью прикладных программ пользователь может непосредственно решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию.

К прикладному ПО относятся: офисные, мультимедийные, развлекательные и образовательные, профессиональные и другие программы .

Вопросы и задания

1. Что такое программное обеспечение компьютера?

2. Какие задачи выполняет прикладное программное обеспечение?

3. Назовите основные виды прикладных программ общего назначения.

4. Что такое прикладные программы специального назначения?

О системном ПО и системах программирования

Основные темы параграфа:

Что такое операционная система;
- интерактивный режим;
- сервисные программы;
- системы программирования.

Изучаемые вопросы:

Понятие программного обеспечения.
- Типы программного обеспечения
- Состав прикладного программного обеспечения.
- Системное программное обеспечение и функции операционной системы.
- Понятие интерактивного режима работы.
- Сервисные программы.
- Система программирования – инструмент для работы программиста.

Что такое операционная система

Для чего нужны прикладные программы, понять несложно. А что же такое системное программное обеспечение?

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС).

Операционная система - это набор программ, управляющих оперативной памятью, процессором, внешними устройствами и файлами, а также ведущих диалог с пользователем.

У операционной системы очень много работы, и она практически все время находится в рабочем состоянии. Например, для того чтобы выполнить прикладную программу, ее нужно разыскать во внешней памяти (на диске), поместить в оперативную память (найдя там свободное место), начать исполнение программы, контролировать работу всех устройств компьютера во время выполнения и в случае сбоев выводить диагностические сообщения. Все эти заботы берет на себя операционная система.

Вот названия некоторых распространенных ОС для персональных компьютеров: Windows, Linux, Mac OS .

Интерактивный режим

Операционная система общается с пользователем через определенную диалоговую среду (оболочку), отражаемую на экране : «Рабочий стол», файл-менеджер и пр. Желая выполнить какое-то действие, пользователь передает ОС соответствующую команду, воздействуя на элементы диалоговой среды. Например, это может быть команда запуска прикладной программы, команда выполнения операции с файлами (удалить файл, скопировать и пр.), команда сообщения текущего времени или даты, команда перезагрузки компьютера. После завершения выполнения данного этапа работы операционная система переходит в состояние ожидания следующей команды от пользователя.

Такой режим работы называется диалоговым режимом . Благодаря ОС пользователь никогда не чувствует себя брошенным на произвол судьбы. Все операционные системы на персональных компьютерах работают с пользователем в режиме диалога. Режим диалога часто называют интерактивным режимом .

Сервисные программы

К системному программному обеспечению кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера . Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование, «лечение» и пр.), сжатия файлов на дисках (архиваторы), борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.

Компьютерным вирусом называют вредоносный программный код, способный нанести ущерб данным на компьютере или вывести его из строя. Основными разносчиками вирусов являются: нелицензионное программное обеспечение, файлы, скопированные из случайных источников, а также глобальная компьютерная сеть Интернет. Борьбой с компьютерными вирусами занимаются специалисты, создающие антивирусные программы.

В составе программного обеспечения компьютера обязательно должны присутствовать антивирусные программы. Однако такую программу недостаточно лишь однажды установить на компьютер. После этого нужно регулярно обновлять ее базу - добавлять настройки на новые типы вирусов. Наиболее оперативно такое обновление производится через Интернет серверами фирм-производите- лей антивирусных программ.

Системы программирования

Кроме системного и прикладного ПО существует еще третий вид программного обеспечения. Он называется системами программирования (СП).

Система программирования - это комплекс инструментальных средств, предназначенных для работы с программами на одном из языков программирования.

С системами программирования работают программисты. Они разрабатывают компьютерные программы. Всякая СП ориентирована на определенный язык программирования. Существует много разных языков, например Паскаль, Бейсик, ФОРТРАН, С («Си»), Ассемблер, ЛИСП и др. На этих языках программист пишет программы, а с помощью систем программирования заносит их в компьютер, отлаживает, тестирует, исполняет.

Программисты создают все виды программ: системные, прикладные и новые системы программирования .

Коротко о главном

Системное программное обеспечение - обязательная часть ПО. Его ядро составляет операционная система (ОС). ОС непосредственно связана с аппаратурой и управляет ее работой, организует работу с файлами, ведет диалог с пользователем.

К сервисным программам относятся программы обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и др.

Системы программирования - инструменты для работы программистов.

Вопросы и задания

1. Какие разновидности программного обеспечения имеются на современных компьютерах? Подготовьте сообщение.

2. Что такое операционная система (ОС)? Какие основные функции она выполняет?

3. Что такое диалоговый режим общения между ОС и пользователем?

4. Для чего предназначены системы программирования? Кто с ними работает?

Электронное приложение к уроку

Cкачать материалы урока

Каждый вопрос экзамена может иметь несколько ответов от разных авторов. Ответ может содержать текст, формулы, картинки. Удалить или редактировать вопрос может автор экзамена или автор ответа на экзамен.

7.1 Понятие и классификация программного обеспечения (ПО) Программным обеспечением ЭВМ называется совокупность программ и документации, необходимые для эксплуатации ЭВМ. Программы - 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 устройства ввода и не осуществляет вывод данных на устройства 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. работают на основе межпрограммного интерфейса. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия. На практике интерфейс обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой видов.

Существуют следующие виды программного обеспечения (рисунок 7.1):

Базовое программное обеспечение;

Системное программное обеспечение;

Прикладное программное обеспечение;

Инструментарий технологий программирования.

Рисунок 7.1. - Классификация программного обеспечения

Базовое программное обеспечение - самый низкий уровень программного обеспечения. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми программными 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). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы 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 постоянные запоминающие устройства (ППЗУ - Erasable and Programmable Read Only Memory ) . 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 .

К базовому программному обеспечению относится базовая система ввода-вывода.

BIOS ( BIOS Basic Input / Output System ) - набор программ небольшого размера, в функции которых входят начальное тестирование оборудования и обеспечение взаимодействия компонентов компьютера. Имеется несколько видов BIOS: например, видео-BIOS обеспечивает работу видеоплаты, начиная от ее тестирования в момент включения и заканчивая взаимодействием видеоплаты с процессором, BIOS SCSI-контроллера выполняет роль переводчика между интерфейсом и системной шиной и т. п. Но наиболее важной в компьютере является системная BIOS, в функции которой входят:

Тестирование компьютера при включении питания с помощью специальных тестовых программ;

Поиск и подключение к системе других BIOS, расположенных на платах расширения;

Распределение ресурсов между компонентами компьютера.

Содержимое BIOS доступно процессору без обращения к дискам, что позволяет компьютеру работать даже при повреждении дисковой системы. Содержащиеся в системной BIOS программы обеспечивают взаимодействие процессора, оперативной памяти, кэш-памяти, микросхем чипсета с внешними (периферийными) устройствами, а также друг с другом.

Физически BIOS — это набор микросхем постоянной памяти (ROM, Read Memory — только для чтения), расположенных на материнской плате.

Системное программное обеспечение ( System Software ) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Системнoe программное обеспечениенаправлено:

1. На создание операционной среды функционирования других программ;

2. На обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

3. На проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

4. На выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Системное программное обеспечение носит общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

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

Пакеты прикладных программ служат программным инструментарием функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку различных предметных областей. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

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

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Инструментарий технологии программирования делится на следующие группы:

1. Средства для создания приложений, включающие: локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ; интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

2. CASE-технологии (Computed Aided Software Engineering ) - система конструирования программ с помощью компьютера, представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем. Это программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем.

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.

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

Классификация ПО

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

• прикладные программы , непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.;
• системные программы , выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копии используемой информации, выдачу справочной информации о компьютера, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
• Вспомогательное ПО (инструментальные системы и утилиты )

Понятно, что грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т. е. программа прикладного характера.

Прикладное ПО . Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

1. подготовки текстов (документов) на компьютере � редакторы текстов;
2. подготовки документов типографского качества � издательские системы;
3. обработки табличных данных � табличные процессоры;
4. обработки массивов информации � системы управления базами данных.

Прикладная программа � это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

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.

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

Наиболее часто используемые типы прикладных программ.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Как правило, пользователю предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а так же выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора или издательской системы.

Системы деловой и научной графики позволяют наглядно представлять на экране различные данные и зависимости. Системы деловой графики дают возможность выводить на экран различные виды графиков и диаграмм (гистограммы, круговые и секторные диаграммы и т.д.)

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записи, составление отчетов и т.д. С такими СУБД легко могут работать пользователи даже не высокой квалификации, так как все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств.

Табличные процессоры обеспечивают работу с большими таблицами чисел. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находится числа, пояснительные тексты формулы для расчета значения в клетки по имеющимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблице различные графики и т.д. Многие из них предоставляют и дополнительные возможности. Некоторые из них расширяют возможности по обработке данных трехмерные таблицы, создание собственных входных и выходных форм, макрокоманд, связь с базами данных и т.д. Но большинство дополнений носят декоративный характер включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу, здесь фантазия разработчиков неисчерпаема.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера.

1. Интегрированные системы � сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности.
2. Бухгалтерские программы � предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за не совместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Некоторые из них предназначены для автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета - начисление заработной платы, учета товаров, материалов на складах и т.д.

Программы-оболочки. Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS.Многие пользователи настолько привыкли к удобствам, предоставляемым своей любимой программой-оболочкой, что чувствуют себя без нее �не в своей тарелке�. Наиболее популярными программами-оболочками являются Norton Commander, Xtree Pro Gold, PC Shell из комплекта PC Tools. В состав операционной системы MS DOS, начиная с версии 4.0, также входит собственная программа-оболочка Shell (впрочем, не очень популярная).

Операционные оболочки, в отличие от обычных программ-оболочек, не только дают пользователю более наглядные средства для выполнения часто используемых действий, но и предоставляют новые возможности для запускаемых программ. Чаще всего это:

• графический интерфейс, т.е. набор средств для вывода изображений на экран и манипулирования ими, построения меню, окон на экране и т.д.;
• мультипрограммирование, т.е. возможность одновременного выполнения нескольких программ;
• расширенные средства для обмена информацией между программами.

Операционные оболочки упрощают создание графических программ, предоставляя для этого большое количество удобных средств, и расширяют возможности компьютера. Но платой за это являются повышенные требования к ресурсам. Так, для эффективной работы c Microsoft Windows необходим компьютер АТ/386, имеющий 4 Мбайта оперативной памяти. Наиболее популярной программой-надстройкой является Microsoft Windows, иногда используется Desq View и значительно реже другие оболочки (GEM, Geo Works и др.).

К системным программам можно также отнести большое количество так называемых утилит, т.е. программ вспомогательного назначения. Ниже мы кратко опишем некоторые разновидности этих программ. Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы Norton Utilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities.

Программы - упаковщики позволяют за счет применения специальных методов �упаковки� информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ � упаковщиков очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее хранить на дискетах, предварительно сжатые программами � упаковщиками. Следует заметить, что различные упаковщики не совместимы друг с другом � архивный файл, созданный одним упаковщиком, чаще всего нельзя прочесть другим.

Программы для создания резервных копий информации на дисках позволяют быстро скопировать информацию, имеющуюся на жестком диске компьютера, на дискеты или кассеты стримера.

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения вирусом.

Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и так далее), а также проверить работоспособность устройств компьютера (прежде всего жестких дисков).

Программы динамического сжатия дисков 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.

Программы для автономной печати позволяют распечатывать файлы на принтере параллельно с выполнением другой работы на компьютере.

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.