☰

Понятие программного обеспечения эвм. Программное обеспечение ЭВМ

Программное обеспечение является просто необходимым элементом для любой вычислительной техники. Без многих программ, просто невозможно представить себе работу на персональном компьютере, так как они упрощают весь рабочий процесс. Существует множество различных программ, для всех видов деятельности. В Агентстве Недвижимости «Мегаполис» к основному программному обеспечению относятся:

  • 1. АССТИ - автоматизированная система сбора технологической информации;
  • 2. АСКУЭ - автоматизированная система коммерческого учёта электрической энергии;
  • 3. Комплекс программ 1С: «1С Предприятие»; «1С Бухгалтерия»; «1С Зарплата и кадры»; «1С Склад».
  • 4. Сетевое программное обеспечение включает: сервер Net Ware и серверы:
    • а) Система электронной почты Mozilla Thunderbird;
    • б) Сервис сетевого обмена данными;
  • 5. Справочная правовая система «Гарант»;
  • 6. Охранная система «Гранит 14»;
  • 7. Система автоматизированного проектирования Auto Cad, компас3D.
  • 8. Пакет Adobe Reader 10 - для чтения электронных файлов формата pdf, и просмотра отсканированных документов;
  • 9. Полный пакет Microsoft Offiсе 2012-это пакет прикладных программ, для удобной работы с документами;
  • - ESET NOD32- антивирусный пакет, выпускаемый словацкой фирмой ESET;
  • - Браузер Mozilla Firefox- это программа позволяющая работать в в интернете;
  • - Архиваторы WinRar и 7Zip- свободные файловые архиваторы с высокой степенью сжатия данных;
  • - Языки программирования Вorland Delphi, Free Pascal, АВС Рascal,
  • -- ССleaner - программа для ухода за операционной системой. С ее помощью вы сможете удалить все ненужные системные файлы, очистить реестр ОС от накопившихся уже не нужных файлов;
  • - Adobe Reader- это программа для просмотра и печати документов в формате PDF;
  • - TeamViewer- пакет программного обеспечения для удалённого контроля компьютеров;
  • - GIMP- растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики и частичной поддержкой работы с векторной графикой;
  • - Corel DRAW- популярный и один из мощнейших редакторов векторной графики;
  • - AutoCAD- двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения.

В Агентстве Недвижимости «Мегаполис» находится 5 кабинетов, и более 14 других различных отделов предприятия. Каждый компьютерный класс оснащен от 10 до 14 компьютеров. В данный момент проходит модернизация и обновление компьютерной техники.

Типовые характеристики компьютерного обеспечения кабинетов АН «Мегаполис» приведены в таблица 1.

Таблица 1. Характеристики компьютерного обеспечения

Операционная система

Процессор

Размер ОЗУ

Объем винчестера

AMD Core 2 Duo 2,4 GHZ

AMD Core 2 Duo 2,4 GHZ

AMD Core 2 Duo 2,8 GHZ

Intel Pentium 3,2 GHZ

Intel Celeron 3,2 GHZ

Кроме этого находятся в наличии и офисная оргтехника принтеры EPSON EPL6200L, SAMSUNG ML-1615, сканеры Metrologik MS9520 и ZEBEX Z-3072SD, hub Asus Giga1008.

SAMSUNG ML-1615 - моноблочный лазерный принтер для качественной профессиональной печати. Формат - A4 (~210x297), печать черно-белая, технология печати - лазерная, ресурс картриджа - 3 500 стр., скорость ч/б печати - до 16 стр/мин, максимальный размер отпечатка - 210 x 297.

В узле доступа, для организации магистральной линии связи используется цифровое оборудование фирм “NEC” и ”Simens”, на котором используется, соответственно, программное обеспечение WinLCT и TNMS, которые служат для отслеживания магистрали и оборудования.

В роутере используется межсетевая операционная система Cisco (Cisco IOS).

В коммутаторах Cisco используется операционная система Catalist (COS).

С самого начала изучения информатики мы обращали внимание на то, что ЭВМ может работать только по программе. Вообще все, на что способна ЭВМ - это выполнять какую–то программу. Поэтому особое место в курсе информатики занимает изучение программного обеспечение ЭВМ.

Программное обеспечение (ПО) и его классификация.

Все существующие программы можно разделить на три вида. Для наглядности такого деления изобразим классификацию ПО в виде схемы

Системное ПО служит для обеспечения работоспособности ЭВМ, общего управления ресурсами и т.д. К системному ПО относятся:

Ø Операционные системы (ОС) - совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, организации диалога пользователя с ЭВМ, исполнения программ пользователя.

Ø Средства контроля и диагностики - тестовые программы, служат для контроля работоспособности аппаратной части ЭВМ. Эти программы выявляют неисправности и место их возникновения.

Ø Сервисные программы (утилиты) расширяют возможности ОС (программы оболочки, архиваторы, антивирусные программы, программы восстановления стертых файлов и т.д.).

Инструментальное ПО - совокупность программ для разработки других программ. Они являются основой работы программистов. К ним относятся:

Ø Системы программирования - набор программных средств, которые обеспечивают потребности при разработке программ (редакторы текстов программ, интегрированные среды). Примером такой программы может служить Turbo Pascal.

Ø Трансляторы - программы перевода программ в машинный язык. Программа–транслятор входит в состав интегрированной среды Turbo Pascal. Существует много других (отдельных) программ–трансляторов.

Прикладное ПО - программы для решения конкретных задач пользователя. Эти программы обращены к человеку, который не составляет программ, а лишь использует их для решения своих задач. При общении с прикладной программой пользователю приходится выполнять некоторые простые операции - вводить числа и тексты, выводить графики, просматривать данные. Прикладные программы ориентированы на создание максимального комфорта для пользователя. Он может знать о компьютере минимальный набор сведений. Таки образом, эти программы доступны широкому внедрению среди людей, не знакомых с компьютером.

Классификация прикладного ПО очень обширна. Существуют проблемно- и методо- ориентированные пакеты программ. Но большую его часть занимают программы общего назначения:

Ø текстовые процессоры,

Ø табличные процессоры,

Ø базы данных и системы управления базами данных (СУБД),

Ø программы обработки графических изображений и т.д.

Ø музыкальные редакторы, …

Понятие операционной системы.

ОС - совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, исполнения программ пользователя и организации диалога пользователя и ЭВМ. ОС управляет работой других программ и выделяет им ресурсы ЭВМ - память, время и т.д. Она обеспечивает работу машины как единого целого, связь между устройствами. В то же время ОС выступает посредником между человеком и ЭВМ и скрывает от пользователя много трудных элементарных операций, создает удобный интерфейс. То есть, как бы обволакивает аппаратуру компьютера, чтобы пользователю не приходилось общаться с этой аппаратурой.

Классификация операционных систем:

  • по количеству одновременно обрабатываемой информации - 16- и 32-разрядные;
  • по количеству одновременно работающих пользователей - однопользовательские и многопользовательские;
  • по количеству одновременно выполняемых программ - однозадачные и многозадачные.

Понятие многозадачности.

В зависимости от работающей ОС на ЭВМ можно одновременно выполнять одну или сразу несколько программ. Например, набирая текст, пользователь может одновременно запустить печать документа на принтере, ожидать соединения по сети и т.д.

В однозадачной ОС в каждый момент времени может выполняться только одна программа, не считая резидентных программ, которые постоянно присутствуют в памяти и включаются в работу по мере необходимости.

В многозадачной одновременно активными могут быть более одной программы. Многозадачность бывает кооперативной и вытесняющей. При вытесняющей многозадачности система отводит каждой задаче строго определенной время - режим разделения времени.

При кооперативной все программы получают столько времени, сколько они попросят у ОС и делят его между собой, обмениваясь сообщениями.

История развития ОС

Рассмотрим два основных направления развития ОС, которые связаны соответственно с фирмами разработчиками Microsoft (MS) и IBM.

В 1981 году фирма MS выпустила первую ОС MS DOS 1.0 (дисковая операционная система) Работа с ОС осуществлялась с помощью командной строки в символьном режиме. ОС обслуживала 64 Кб памяти, могла использовать дискеты 5,25’’ емкостью 160 Кб.

В том же году фирма IBM разработала свою ОС PC DOS - полный аналог MS DOS.

В 1983 году вышла в свет MS DOS 2.0. Она работала с дискетами 360 Кб и жесткими дисками 10 Мб. Появилась древовидная система каталогов диска, а также возможность загружать драйверы.

Перечисленные ОС обладали рядом принципиальных недостатков: примитивный пользовательский интерфейс (в виде командной строки и символьного режима), однозадачность, ограниченность объема адресуемой памяти. От версии к версии эти ОС усовершенствовались, но принципиальные недостатки оставались.

С 1984 года началась работа над графической ОС, которая обладала бы возможностью полного использования памяти, была многозадачной. К 1985 году фирма MS разработала графическую оболочку Windows 2.0 к MS DOS. Появился графический интерфейс, но ограничение прямой адресации всего 640 Кб памяти оставалось. Вся остальная память считалась расширенной, и работа с ней осуществлялась с помощью драйверов расширенной памяти.

В 1987 году фирма IBM разработала ОС OS/2 1.0, которая могла адресовать до 16 Мб памяти, обладала многозадачностью до 12 программ.

В 1990 году фирма MS выпустила оболочку Windows 3.x. Для неё характерно использование всего адресного пространства и виртуальной памяти, кооперативная многозадачность. Однако, это была не ОС, а только графическая программная оболочка для MS-DOS.

К 1992 году фирмой IBM была разработана OS/2 2.0 - 32- разрядная, многозадачная, однопользовательская ОС. Поддерживались многопоточные программы, совместимость с продуктами фирмы MS. Но она более требовательна к ресурсам - 386 процессор, 8Мб памяти, 50Мб свободного места на диске. Но в дальнейшем разработчики этой линии ОС отказались от поддержки программного обеспечения фирмы MS.

В 1993 году появилась Windows NT - 32-разрядная, многопользовательская, многозадачная ОС с сетевыми возможностями и графическим интерфейсом.

В 1995 году увидела свет 32-разрядная, однопользовательская ОС Windows 95. Она обладает вытесняющей многозадачностью для 32-разрядных приложений и кооперативной - для 16 разрядных.

Требуемые ресурсы: 386 процессор и 4 Мб памяти, 40 Мб свободного места на диске.

В 1998 году появилась Windows 98, а в 2000 году - WindowsMillenniumEdition - ОС по характеристикам аналогичные предыдущей версии 1995 года, но внутренне более совершенные.

В 2000 году выпущены две версии Windows 2000: Professional и Server, которые являются 32-разрядными многозадачными, а Server ещё и многопользовательской ОС. Эти две ОС основаны на технологии NT и являются прямыми потомками WindowsNT.

Отдельно от перечисленных ОС развивалась еще одна линия ОС - UNIХ, созданная фирмой BellLaboratories. Она разрабатывалась по эгидой переносимости программ между компьютерами с разной архитектурой. В итоге появились много UNIXоподобных ОС - многопользовательские, многозадачные, 32-разрядные.

Файлы и каталоги.

В компьютере обычно имеется несколько накопителей на магнитных дисках. Все они имеют свои имена в виде латинских букв. Буквы А и В - имена дисководов. Начиная с С именуются жесткие диски, а затем CD–ROM.

Вся информация на дисках хранится в виде файлов. Файл - совокупность логически связанных данных. Это может быть текст книги, программа, коды графического изображения и т.д. Каждый файл имеет имя, которое состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Правила построения имени зависят от используемой ОС.

Для ОС MS-DOS длина файла мажет быть от 1 до 8 латинских символов и цифр. Кроме того, в имя можно включать некоторые спецсимволы (!%$# и т.д.) Расширение начинается с точки, за которой следуют от 0 до 3 символов, то есть расширение может отсутствовать.

Для Windows имя может состоять из 1 - 255 любых символов. Расширением считается часть имени после последней точки. Регистр букв не различается.

Расширение как правило определяет содержание файла. Со временем сложились стандартные расширения файлов:

txt, doc - текстовые документы,

exe, com - исполняемые файлы,

bat - командный файл,

bmp, jpg - файлы графических изображений и т.д.

Для удобного расположения многих файлов их удобно рассортировать по папкам (каталогам). Имя каталога строится по тем же принципам, что и имя файла, но расширение используется редко. Папки могут содержать внутренние папки до сколь угодно большой вложенности. Нарисовать на доске рисунок и подчеркнуть древовидную систему папок.

Самый верхний каталог называется корневым. На каждом диске имеется один корневой каталог. В нем регистрируются файлы и каталоги первого уровня. В каталогах 1-го уровня регистрируются каталоги 2-го уровня и т.д. Для того чтобы указать расположение файла на диске, необходимо написать путь к файлу через дерево каталогов.

Подготовка носителей к работе.

Все пространство любого диска разбито на концентрические дорожки, которые делятся на секторы. Для создания дорожек и секторов используется программа диск нужно отформатировать специальной программой. При этом на диск записываются электронные метки дорожек и секторов, и выделяется служебное место на диске. Программа также проверяет его работоспособность и помечает плохое блоки.

Процесс форматирования делится на 2 этапа: низкого (физическое) и высокого (логическое) уровня. При физическом форматировании на диск наносятся электронные метки для указания мест дорожек и секторов. Логическое форматирование разбивает все пространство диска на кластеры и обеспечивает выделение служебных мест на диске.

Кластер - группа смежных секторов, имеющая уникальный номер. Кластеры размещаются так, чтобы минимизировать

Программное обеспечение ЭВМ (ПО) , его основные характеристики. Взаимосвязь ПО и аппаратных средств ЭВМ. Общая классификация ПО.

Возможности компьютера как технической основы системы обработки данных связаны с используемым программным обеспечением.

Программа (program, routine) – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютеру для решения задачи. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами вычислительной системы (или аппаратным обеспечением ВС ).

Программное обеспечение – это совокупность программ обработки данных.

Несмотря на то, что программное и аппаратное обеспечение рассматриваются раздельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь, и раздельное рассмотрение их является условным.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией . Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня.

Междупрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней. Существует несколько уровней программного обеспечения. Эти уровни взаимодействуют между собой. Они представляют пирамидальную конструкцию. Каждый последующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней, при этом каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение. Различают четыре уровня программного обеспечения:

Более низкие, базовые уровни отвечают за выполнение простейших операций ввода-вывода, более высокие – за сложные действия, однако, функционирование более высоких уровней невозможно без низких уровней.

Базовый уровень - является низшим уровнем программного обеспечения и отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовоепрограммное обеспечение содержится в составе базовогоаппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода (BIOS). Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства (с помощью специальных автоматических устройств –программаторов ) и не могут быть изменены во время эксплуатации (изменениям могут быть подвергнуты только некоторые параметры функционирования отдельных модулей базового ПО).

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяютперепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) . В этом случае содержание ППЗУ можно изменять.

BIOS – самый близкий к аппаратуре компонент.

Основная функция BIOS заключается в управлении стандартными внешними и внутренними устройствами:

    монитором

    клавиатурой

    дисководами

    принтером

    таймером

Вспомогательные функции реализуются при включении ПК на этапе так называемой «предварительной загрузки»:

    тестирование аппаратного обеспечения, в том числе оперативной памяти. В случае обнаружения неисправности выводится индикация

    инициализация векторов прерывания нижнего уровня (ранжирование устройств ПК по степени значимости, «важности»)

    поиск сначала на гибком, затем на жестком диске программы-загрузчика операционной системы (OS-loader) и загрузка ОС в оперативную память

Системный уровень - является переходным.Системное программное обеспечение (system software) – это, фактически, минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют "посреднические" функции. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы.

К системному программному обеспечению относятся:

    операционная система и её компоненты (оснастка ОС: файлы динамических библиотек, программы для управления оборудованием – так называемые драйверы, программы для обслуживания работы операционной системы (системные утилиты ), входящие в её состав и т. д.)

    операционные оболочки

    файловые менеджеры

Операционная система (operating system) – набор программ, обеспечивающих работоспособность компьютерной системы, управление аппаратурой и прикладными программами, интерфейс с пользователем.

{{ Исторически, первой операционной системой для IBM-совместимых компьютеров была MS - DOS , которую предложила фирма Microsoft в конце 70_х годов. Сегодня она практически не используется в качестве настольной операционной системы для домашнего и офисного применения. Лишь очень небольшая ниша рынка ПО занята ей и её аналогами: MS-DOS или аналогичные операционные системы используются для управления каким-либо специализированным оборудованием в так называемых «промышленных ЭВМ» (industrial PC ).

В настоящее время на IBM-совместимых персональных компьютерах с x32/x64-архитектурой центральных процессоров устанавливаются различные версии операционной системы Windows (разработка фирмы Microsoft), UNIX (разработка Bell Laboratories и UNIX Group) и Linux (свободно распространяемая UNIX-подобная ОС, разрабатываемая сообществом программистов во главе с Линусом Торвальдсом). Также возможна установка специализированных операционных систем (операционных систем реального времени – ОСРВ , а также сетевых операционных систем ). Эти вопросы будут более подробно рассмотрены в наших следующих лекциях.

Для Macintosh-совместимых компьютеров (Mac - compatible computers ) , разрабатываемых фирмой Apple , используются различные версии операционной системы Mac OS X , которая представляет собой UNIX-подобную ОС с очень развитым графическим интерфейсом, максимально дружественным для пользователя (user friendly interface ). }}

При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные системные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами .

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему, можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Ядро операционной системы выполняет такие функции как: управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.

Операционные-оболочки ифайловые менеджеры . Во времена господства на IBM-совместимых компьютерах операционной системы MS-DOS пользователю было очень трудно с ней взаимодействовать. Это было связано с тем, что диалог с операционной системой проводился из «командной строки» - то есть, в виде ввода в компьютер команд с клавиатуры. Пользователь должен был помнить формат (правила записи) каждой команды, что вызывало определенные затруднения, особенно у технически малограмотных людей. Пользовательский интерфейсMS-DOS, кроме интерфейса командной строки, представленный программойDOS-Shell, также оставлял желать лучшего. В связи с необходимостью облегчить пользователю взаимодействие с операционной системой появились операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Самой популярной программой-оболочкой стала программа Norton Commander, разработанная программистом Питером Нортоном (в последствие, он стал основателем фирмы Symantec). Кроме того, широко применялись также и другие операционные оболочки:CommandProcessor(разработка фирмыPhisTechSoft); DOS-Navigator (разработка RITResearch Labs);PCToolsDeLuxe(разработкаHoldenSoftware).

С появлением операционных систем, имеющих графический интерфейс, потребность в таких программах-оболочках отпала, однако те удобства, которые были предоставлены пользователям при базовых приемах работы с файлами (копирование, перемещение, переименование) были настолько велики, что появились программы под названием файловые менеджеры . Наибольшее распространение получили программы Windows Commander (ныне –TotalCommander) иFARManager.

Служебный уровень - программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройке системы в целом, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

Тема1.Програмное обеспечение ЭВМ

1. Виды программного обеспечения ЭВМ

Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО). По функциональному признаку различают следующие виды ПО:

системное;

прикладное.

Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т. д. Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов. На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), например, использовались такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) - ОС РВ и RSX-11. На персональных ЭВМ долгое время эксплуатировалась ОС-MS-DOS. В настоящее время получили распространение системы Windows 98/Me, Windows 2000, Linix.

Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т. д. К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма Novell), Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft) и LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM). Однако в последнее время лидирующие позиции начинает занимать ОС Windows 2000 Server фирмы Microsoft.

Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:

интерфейсные системы;

оболочки операционных систем;

Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ. В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.11 for WorkGroups (для рабочих групп).

Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.

На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, FAR Manager и Windows Commander.

Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий:

обслуживание магнитных дисков;

обслуживание файлов и каталогов;

предоставление информации о ресурсах компьютера;

шифрование информации;

защита от компьютерных вирусов;

архивация файлов и др.

Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.

Средства разработки программ используются для разработки нового программного обеспечения как системного, так и прикладного.

Прикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.

Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя по крайней мере следующие: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т. д.

Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.

К типовому прикладному ПО относят следующие программы:

текстовые процессоры;

табличные процессоры;

системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

системы управления базами данных;

экспертные системы;

программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы. Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы. Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

Поскольку разработка ПО любого назначения, как правило, является довольно сложным и трудоемким процессом, дальнейший материал настоящего раздела посвятим общим вопросам разработки программ и инструментальному ПО.

2 Назначение, функции, классификация основных компонентов системного программного обеспечения .

Cистемное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

Операционные системы.

Системы управления файлами.

Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.

Системы программирования.

Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

Операционная система

Под операционной системой (ОС) обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой - предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительном системы и организации падежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС. На рис. I изображена обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы. Видно, что ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС, Любые их команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие :

прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке - в виде директив (команд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), - и их обработка;

прием и исполнение программных запросов па запуск, приостановку, остановку других программ;

инициация программы (передача ей управлении, в результате процессор исполняет программу)".

идентификация всех программ и данных;

обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или

управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);

распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;

планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;

организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

Система управления файлами

Назначение системы управления файлами - организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Именно благодаря системе управления файлами вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем. Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управления файлами. Однако выделение этого вида системного программного обеспечения в отдельную категорию представляется целесообразным, поскольку ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). В этом случае говорят о монтируемых файловых системах (дополнительную систему управления файлами можно установить), и в этом смысле они самостоятельны. Более того, можно назвать примеры простейших ОС, которые могут работать и без файловых систем, а значит, им необязательно иметь систему управления файлами, либо они могут работать с одной из выбранных файловых систем. Надо, однако, понимать, что любая система управления файлами не существует сама по себе - она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой.

Можно сказать, что всем известная файловая система FAT (fileallocationtable) имеет множество реализаций как система управления файлами, например FAT-16 для самой MS-DOS. Super-FAT для OS/2. FAT для WindowsNT и т. д. Другими словами, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами; и эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана.

Интерфейсные оболочки

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки. Их основное назначение - либо расширить возможности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. В качестве классических примеров интерфейсных оболочек и соответствующих операционных сред выполнения программ можно назвать различные варианты графического интерфейса XWindow и системах семейства UNIX (например, К DesktopEnvironment в Linux), PMShell или ObjectDesktop в OS/2 с графическим интерфейсом PresentationManager, наконец, можно указать разнообразные варианты интерфейсов для семейства ОС Windows компании Microsoft, которые заменяют Explorer и могут напоминать либо UNIX с его графическим интерфейсом, либо OS/2, либо MACOS. Следует отметить, что о семействе ОС компании Microsoft с общим интерфейсом, реализуемым программными модулями с названием Explorer (в файле system.ini, который находится в каталоге Windows, имеется строка SHELL=EXPLORER.EXE), все же можно сказать, что заменяемой в этих системах является только интерфейсная оболочка, в то время как сама операционная среда остается неизменной; она интегрирована в ОС. Другими словами, операционная среда определяется программными интерфейсами, то есть API (applicationprograminterface). Интерфейс прикладного программирования (API) включает в себя управление процессами, памятью и вводом/выводом.

Ряд операционных систем могут организовывать выполнение программ, созданных для других ОС. Например, в OS/2 можно выполнять как программы, созданные для самой OS/2, так и программы, предназначенные для выполнения в среде MS-DOS и Windows 3.x. Соответствующая операционная среда организуется в операционной системе в рамках отдельной виртуальной машины. Аналогично, в системе Linux можно создать условия для выполнения некоторых программ, написанных для Windows 95/98. Определенными возможностями исполнения программ, созданных для иной операционной среды, обладает и WindowsNT. Эта система позволяет выполнять некоторые программы, созданные для MS-DOS, OS/2 1.x, Windows 3.x. Правда, в своем последнем семействе ОС Windows ХР разработчики решили отказаться от поддержки возможности выполнения DOS-программ.

Наконец, к этому классу системного программного обеспечения следует отнести и эмуляторы, позволяющие смоделировать в одной операционной системе какую-либо другую машину или операционную систему. Так, известна система эмуляции WMWARE, которая позволяет напустить в среде Linux любую другую ОС, например Windows. Можно, наоборот, создать эмулятор, работающий в среде Windows, который позволит смоделировать компьютер работающий под управлением любой ОС, в том числе и под Linux. Таким образом, термин операционная среда означает соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к ОС с целью получить определенный сервис - выполнить операцию ввода/вывода, получить или освободить участок памяти и т. д.

Система программирования

Система программирования на представлена прежде всего такими компонентами, как транслятор с соответствующего языка, библиотеки подпрограмм, редакторы, компоновщики и отладчики. Не бывает самостоятельных (оторванных от ОС) систем программирования. 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 C/C++ от фирмы Watcom для OS/2 позволяет получать программы и для самой OS/2, и для DOS, и для Windows.

В том случае, когда создаваемые программы должны работать совсем на другой аппаратной базе, говорят о кросс-системах. Так, для ПК на базе микропроцессоров семейства i80x86 имеется большое количество кросс-систем, позволяющих создавать программное обеспечение для различных микропроцессоров и микроконтроллеров.

Утилиты

Под утилитами понимают специальные системные программы, с помощью которых можно как обслуживать саму операционную систему, так и подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование данных, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе и производить некоторые другие работы, связанные с обслуживанием вычислительной системы. К утилитам следует отнести и программу разбиения накопителя на магнитных дисках на разделы, и программу форматирования, и программу переноса основных системных файлов самой ОС. Также к утилитам относятся и небезызвестные комплексы программ от фирмы Symantec, носящие имя Питера Нортона (создателя этой фирмы и соавтора популярного набора утилит для первых IBMPC). Естественно, что утилиты могут работать только и соответствующей операционной среде.

5 КЛАССИФИКАЦИЯ Прикладного программного обеспечения

К прикладному программному обеспечению (applicationsoftware) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки - пример прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

Классификация

-программные средства общего назначения:

Текстовые редакторы

Системы компьютерной вёрстки

Графические редакторы

-программные средства специального назначения

Экспертные системы

Мультимедиа приложения (Медиаплееры, программы для создания/редактирования видео, звука, Text-To-Speech и пр.)

Гипертекстовые системы (Электронные словари, энциклопедии, справочные системы)

Системы управления содержимым

-программные средства профессионального уровня

По сфере применения

Прикладное программное обеспечение предприятий и организаций. Например, финансовое управление, система отношений с потребителями, сеть поставок. К этому типу относится также ведомственное ПО предприятий малого бизнеса, а также ПО отдельных подразделений внутри большого предприятия. (Примеры: Управление транспортными расходами, Служба IT поддержки)

Программное обеспечение обеспечивает доступ пользователя к устройствам компьютера.

Программное обеспечение инфраструктуры предприятия. Обеспечивает общие возможности для поддержки ПО предприятий. Это системы управления базами данных, серверы электронной почты, управление сетью и безопасностью.

Программное обеспечение информационного работника. Обслуживает потребности индивидуальных пользователей в создании и управлении информацией. Это, как правило, управление временем, ресурсами, документацией, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, программы-клиенты для электронной почты и блогов, персональные информационные системы и медиа редакторы.

Программное обеспечение для доступа к контенту. Используется для доступа к тем или иным программам или ресурсам без их редактирования (однако может и включать функцию редактирования). Предназначено для групп или индивидуальных пользователей цифрового контента. Это, например, медиа-плееры, веб-браузеры, вспомогательные браузеры и др.

Образовательное программное обеспечение по содержанию близко к ПО для медиа и развлечений, однако в отличие от него имеет четкие требования по тестированию знаний пользователя и отслеживанию прогресса в изучении того или иного материала. Многие образовательные программы включают функции совместного пользования и многостороннего сотрудничества.

Имитационное программное обеспечение. Используется для симуляции физических или абстрактных систем в целях научных исследований, обучения или развлечения.

Инструментальные программные средства в области медиа. Обеспечивают потребности пользователей, которые производят печатные или электронные медиа ресурсы для других потребителей, на коммерческой или образовательной основе. Это программы полиграфической обработки, верстки, обработки мультимедиа, редакторы HTML, редакторы цифровой анимации, цифрового звука и т. п.

Прикладные программы для проектирования и конструирования. Используются при разработке аппаратного («Железо») и программного обеспечения. Охватывают автоматизированный дизайн (computeraideddesign - CAD), автоматизированное проектирование (computeraidedengineering - CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной среды разработки (IntegratedDevelopmentEnvironments), интерфейсы для прикладного программирования (ApplicationProgrammerInterfaces).

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ППП

Пакеты прикладных программ (ППП) - это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией.

В зависимости от характера решаемых задач различают следующие разновидности ППП:

1) пакеты для решения типовых инженерных, планово-экономических, общенаучных задач;

2) пакеты системных программ;

3) пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований;

4) пакеты педагогических программных средств и другие.

Чтобы пользователь мог применить ППП для решения конкретной задачи, пакет должен обладать средствами настройки (иногда путём введения некоторых дополнений).

Каждый ППП обладает обычно рядом возможностей по методам обработки данных и формам их представления, полноте диагностики, что дает возможность пользователю выбрать подходящий для конкретных условий вариант.

ППП обеспечивают значительное снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователей в области программирования, вплоть до возможности эксплуатации пакета без программиста.

Часто пакеты прикладных программ располагают базами данных для хранения данных и передачи их прикладным программам.

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.