Програмное обеспечение компьютера. Что такое программное обеспечение компьютера

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

Программное обеспечение компьютера делится на:

Системное ПО;

Сервисное ПО,
- прикладное ПО;
- системы программирования.

К системным относятся прежде всего операционные системы и программы, входящие в состав операционной системы (например, драйвера для различных устройств компьютера (от английского слова "drive" - управлять), т.е. программы, управляющие работой устройств: драйвера для сканера, принтера и т.д.). Кроме операционных систем еще относятся обслуживающее программное обеспечение (их ещё называют сервисные или утилиты, от английского слова "utilize" - использовать) для обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и т.д.

Сервисное программное обеспечение - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на средства:

улучшающие пользовательский интерфейс;
защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
восстанавливающие данные;
ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:
средства архивации и разархивации;
антивирусные средства.

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

Как правило, все пользователи предпочитают иметь набор прикладных программ, который нужен практически каждому. Их называют программами общего назначения . К их числу относятся:

Текстовые и графические редакторы, с помощью которых можно готовить различные тексты, создавать рисунки, строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;

Системы управления базами данных (СУБД), позволяющие превратить компьютер в справочник по любой теме;

Табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;

Коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные для обмена информацией с другими компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Кроме того, имеется большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

Комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования . В системе программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ.

26. Операционная система компьютера (назначение, состав, загрузка).

Все разнообразие программ, используемых на современных компьютере называется программным обеспечением.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Операционная система – это программа , котораяобеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для IBM-совместимых персональных компьютеров являются семейства операционных систем MicrosoftWindows и Linux.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:

Осуществлениедиалога с пользователем;

Ввод-вывод и управление данными;

Планирование и организация процесса обработки программ;

Распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

Запускпрограммнавыполнение;

Всевозможныевспомогательныеоперацииобслуживания;

Передача информации между различными внутренними устройствами;

Программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой .

Командный процессор - специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

Драйверы устройств - специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств.

Графический интерфейс – это оболочка, позволяющая осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и так далее) . В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы , или утилиты . Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.

Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система . Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Файлы операционной системы хранятся во внешней долговременной памяти компьютера.(на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память. Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.

Самотестирование компьютера. В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки ОС - это BIOS (BasicInput/OutputSystem - базовая система ввода/вывода).

После включения питания процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ONSelfTest). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера процессора, видеоадаптера, оперативной памяти, дисководов, контроллеров жестких дисков и клавиатуры. В случае обнаружения неисправностей выдаются диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов или в виде текстовых сообщений. После успешной инициализации видеоплаты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.

После проведения самотестирования специальная программа в BIOS, начинает поиск загрузчика ОС. Происходит поочередное обращение к имеющимся дискам и поиск в первом загрузочном секторе диска специальной программы MasterBoot (программы-загрузчика ОС).

Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей. Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение "Nonsystemdisk", загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.

27. Файлы. Имя файла. Файловая система. Основные операции с файлами.

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Файл - это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип.

<имя файла>.<расширение>

Собственно имя файлу дает пользователь, а расширение задается программой автоматически при его создании.

Таблица 1. Типы файлов и расширений

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных знаков, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba.txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь длину до 255 символов, причем можно использовать русский алфавит, например: Единицы измерения информации.doc

Правила создания имени файла:

Нельзя использовать следующие символы, которые зарезервированы для специальных функций: ? : * / \ “ >< |

Есть специальные зарезервированные слова, именами которых назвать папку не получится. ОС Windows не позволяет этого сделать. Дело в том, что до Windows существовала ОС DOS. В ней использовались системные папки со следующими именами: PRN, AUX, CLOCK$, NUL, COM0, COM1, COM2, COM3, COM4, COM5, COM6, COM7, COM8,COM9,LPT0,LPT1, LPT2,LPT3, LPT4, LPT5, LPT6, LPT7, LPT8, LPT9, CON

Файловая система - это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Файловая система позволяет работать с файлами и директориями (каталогами) независимо от их содержимого, размера, типа и т. д.

Файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.

Функции файловой системы:

Сохранение информации на внешних носителях
Чтение информации из файлов
Удаление файлов, каталогов
Переименование файлов
Копирование файлов и др.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система , когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.

Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется многоуровневая иерархическая файловая система , которая имеет древовидную структуру. Начальный, корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из последних может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и так далее. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Путь к файлу . Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре, необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "\" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл.

Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда полным именем файла .

Операции над файлами. В процессе работы на компьютере наиболее часто над файлами производятся следующие операции:

копирование (копия файла помещается в другой каталог);
перемещение (сам файл перемещается в другой каталог);
удаление (запись о файле удаляется из каталога);
переименование (изменяется имя файла).

Графический интерфейс Windows позволяет проводить операции над файлами с помощью мыши с использованием метода Drag&Drop (перетащи и оставь). Существуют также специализированные приложения для работы с файлами, так называемые файловые менеджеры : NortonCommander, TotalCommander, Проводник и др.

В некоторых случаях возникает необходимость работать с интерфейсом командной строки. В Windows предусмотрен режим работы с интерфейсом командной строки MS-DOS.

28. Компьютерные вирусы: методы распространения, профилактика заражения.

Компью́терныйви́рус - разновидность компьютерных программ или вредоносный код, отличительным признаком которых является способность к размножению (саморепликация). В дополнение к этому вирусы могут без ведома пользователя выполнять прочие произвольные действия, в том числе наносящие вред пользователю и/или компьютеру.

Даже если автор вируса не программировал вредоносных эффектов, вирус может приводить к сбоям компьютера из-за ошибок, неучтённых тонкостей взаимодействия с операционной системой и другими программами. Кроме того, вирусы обычно занимают некоторое место на накопителях информации и отбирают некоторые другие ресурсы системы. Поэтому вирусы относят к вредоносным программам.

Вирусы распространяются, копируя свое тело и обеспечивая его последующее исполнение: внедряя себя в исполняемый код других программ, заменяя собой другие программы, прописываясь в автозапуск и другое. Вирусом или его носителем могут быть не только программы, содержащие машинный код, но и любая информация, содержащая автоматически исполняемые команды - например, пакетные файлы и документы MicrosoftWord и Excel, содержащие макросы. Кроме того, для проникновения на компьютер вирус может использовать уязвимости в популярном программном обеспечении (например, AdobeFlash, InternetExplorer,Outlook), для чего распространители внедряют его в обычные данные (картинки, тексты и т.д.

Вирусы распространяются через дискеты (устар.), флеш-накопители, электронную почту, системы обмена мгновенными сообщениями, веб-страницы, интернет и локальные сети (черви).

Основные типы компьютерных вирусов:

Программные (файловые): инфицируют исполняемые файла компьютера, имеющие расширения com и exe. К этому же классу относятся и макровирусы, написанные помощью макрокоманд. Они заражают неисполняемые файлы (например, в текстовом редакторе MSWord или в электронных таблицах MSExcel).

Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot – сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (MasterBootRecord – MBR). Некоторые вирусы записывают свое тело в свободные сектора диска, помечая их в FAT – таблице как “плохие” (Badcluster).

Макровирусы поражают документы, выполненные в некоторых прикладных программах (например, Word). Заражение происходит при открытии файла документа в окне программы

Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям.

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 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.

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 программное обеспечение. 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.

И программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

Также - совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных .

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы , наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением

Классификация программного обеспечения

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное , прикладное и инструментальное , а по способу распространения и использования на несвободное/закрытое , открытое и свободное . Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

Системноепрограммноеобеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы , такими как процессор , оперативная память , устройства ввода-вывода , сетевое оборудование , выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения , системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т. д

Операционные системы

Операционная система - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.

Понятие операционной системы

Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.

Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки - также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры - могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске . Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: файрволов , маршрутизаторов ).

Основные идеи ОС

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм , начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов ). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода , вычисления математических функций и т. п.).

В 1950 - 60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы .

Функции ОС

Основные функции (простейшие ОС):

§ Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

§ Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода ).

§ Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память ).

§ Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск , компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе .

§ Пользовательский интерфейс.

§ Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции:

§ Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность ).

§ Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

§ Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

§ Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация , авторизация ).

Встроенные программы

Встроенные программы или firmware - это программы, "зашитые" в цифровые электронные устройства.

Утилиты

Утилиты (англ. utility или tool ) - программы, предназначенные для решения узкого круга вспомогательных задач.

Иногда утилиты относят к классу сервисного программного обеспечения .

Утилиты используются для:

§ Мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования - мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S. M.A. R.T. жёстких дисков;

§ Управления параметрами оборудования - ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов .

§ Контроля показателей - проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.

§ Расширения возможностей - форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.

Типы утилит

§ Дисковые утилиты

¨ Дефрагментаторы

¨ Проверка диска - поиск неправильно записанных либо повреждённых различным путём файлов и участков диска и их последующее удаление для эффективного использования дискового пространства.

¨ Очистка диска - удаление временных файлов, ненужных файлов, чистка «корзины».

¨ Разметка диска - деление диска на логические диски, которые могут иметь различные файловые системы и восприниматься операционной системой как несколько различных дисков.

¨ Резервное копирование - создание резервных копий целых дисков и отдельных файлов, а также восстановление из этих копий.

¨ Сжатие дисков - сжатие информации на дисках для увеличения вместимости жёстких дисков.

§ Утилиты работы с реестром

§ Утилиты мониторинга оборудования

§ Тесты оборудования

§ ассемблеры - компьютерные программы, осуществляющие преобразование программы в форме исходного текста на языке ассемблера в машинные команды в виде объектного кода .

§ трансляторы - программы или технические средства, выполняющее трансляцию программы.

§ компиляторы - Программы, переводящие текст программы на языке высокого уровня, в эквивалентную программу на машинном языке.

§ интерпретаторы - Программы (иногда аппаратные средства), анализирующие команды или операторы программы и тут же выполняющие их

§ компоновщики (редакторы связей) - программы, которые производят компоновку - принимают на вход один или несколько объектных модулей и собирают по ним исполнимый модуль.

§ препроцессоры исходных текстов - это компьютерные программы, принимающие данные на входе, и выдающие данные, предназначенные для входа другой программы, например, такой, как компилятор

§ Отладчик (debugger)- является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе.

§ текстовые редакторы - компьютерные программы, предназначенные для создания и изменения текстовых файлов, а также их просмотра на экране, вывода на печать, поиска фрагментов текста и т. п.

§ специализированные редакторы исходных текстов - текстовые редакторы для создания и редактирования исходного кода программ. Специализированный редактор исходных текстов может быть отдельным приложением, или быть встроен в интегрированную среду разработки (IDE).

§ библиотеки подпрограмм - сборники подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения.

§ Редакторы графического интерфейса

Системы управления базами данных

Системауправлениябазамиданных (СУБД) - специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.

Так как системы управления базами данных не являются обязательным компонентом вычислительной системы, зачастую их не относят к системному программному обеспечению. Часто СУБД осуществляют лишь служебную функцию при работе других видов программ (веб-серверы, серверы приложений), поэтому их не всегда можно отнести к прикладному программному обеспечению. Поэтому СУБД иногда относят к промежуточному программному обеспечению (Middleware )

Основные функции СУБД

§ управление данными во внешней памяти (на дисках);

§ управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша ;

§ журнализация изменений , резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

§ поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Классификация СУБД по способу доступа к БД

§ Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере . Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком - высокая загрузка локальной сети.

На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими.

Примеры : Microsoft Access , Paradox , dBase .

§ Клиент-серверные

Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера

Примеры : Firebird , Interbase , IBM DB2 , MS SQL Server , Sybase , Oracle , PostgreSQL , MySQL , ЛИНТЕР , MDBS.

§ Встраиваемые

Встраиваемая СУБД - библиотека , которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине.

Примеры: OpenEdge , SQLite , BerkeleyDB , один из вариантов Firebird , один из вариантов MySQL , Sav Zigzag , Microsoft SQL Server Compact , ЛИНТЕР .

Прикладная программа или приложение - программа , предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке - вспомогательные программы.

К прикладному программному обеспечению (application software) 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

По типу

§ программные средства общего назначения

§ Текстовые редакторы

§ Системы компьютерной вёрстки

§ Графические редакторы

§ СУБД

§ 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

§ САПР

§ АРМ

§ АСУ

§ АСУ ТП

§ АСНИ

§ Геоинформационные системы

§ Биллинговые системы

§ CRM

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 (computer aided design - CAD), автоматизированное проектирование (computer aided engineering - CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной (Integrated Development Environments), интерфейсы для прикладного программирования (Application Programmer Interfaces).

Проприетарное программное обеспечение ( англ. proprietarysoftware ; от proprietary - частное , патентованное, в составе собственности http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B5%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 - cite_note-slov-0и software - программное обеспечение) - программное обеспечение , являющееся частной собственностью авторов или правообладателей и не удовлетворяющее критериям свободного ПО (наличия открытого программного кода недостаточно). Правообладатель проприетарного ПО сохраняет за собой монополию на его использование, копирование и модификацию, полностью или в существенных моментах. Обычно проприетарным называют любое несвободное ПО, включаяполусвободное .

Несвободное ПО, которое разрешает практически неограниченное использование, распространение и изменение (в том числе с распространением изменённых версий) ПО в некоммерческих целях.

Свободное программное обеспечение

Свободное программное обеспечение (СПО) - широкий спектр программных решений , в которых права пользователя («свободы») на неограниченную установку, запуск, а также свободное использование, изучение, распространение и изменениеб (совершенствование) http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 - cite_note-gnu. org-0 программ защищены юридически авторскими правами при помощи свободных лицензий . Обычно СПО доступно без всякой оплаты, но может иметь цену, например, в форме взимания платы за компакт-диски или другие носители. Чтобы распространяемое ПО было свободным, получателям должны быть доступны его исходные коды, из которых можно получить исполняемые файлы, с соответствующими лицензиями.

Движение СПО зародилось в 1983 году, когда Ричард Столлман сформировал идею о необходимости дать программную свободу (англ. softwarefreedom ) пользователям. В 1985 году Столлман основал Фонд свободного программного обеспечения , чтобы обеспечить организационную структуру для продвижения своей идеи.

Бизнес-модели СПО как правило основаны на принципе расширения возможностей, например новые объекты применения, обучение, интеграция, настройка или сертификация. В то же время, некоторые бизнес-модели, которые работают с проприетарным программным обеспечением, не совместимы со свободным программным обеспечением, особенно те, которые заставляют пользователей платить за лицензию, чтобы законно использовать программный продукт.

§ Программу можно свободно использовать с любой целью («нулевая свобода »).

§ Можно изучать, как программа работает, и адаптировать её для своих целей («первая свобода »). Условием этого является доступность исходного текста программы.

§ Можно свободно распространять копии программы - в помощь товарищу («вторая свобода »).

§ Программу можно свободно улучшать и публиковать свою улучшенную версию - с тем, чтобы принести пользу всему сообществу («третья свобода »). Условием этой третьей свободы является доступность исходного текста программы и возможность внесения в него модификаций и исправлений.

Возможность исправления ошибок и улучшения программ - самая важная особенность свободного и открытого программного обеспечения, что просто невозможно для пользователей закрытых частных программ даже при обнаружении в них ошибок и дефектов, количество которых, как правило, неизвестно никому.

Только удовлетворяющая всем четырём перечисленным принципам программа может считаться свободной программой, то есть гарантированно открытой и доступной для модернизации и исправления ошибок и дефектов, и не имеющей ограничений на использование и распространение. Нужно подчеркнуть, что эти принципы оговаривают только доступность исходных текстов программ для всеобщего использования, критики и улучшения, и права пользователя, получившего исполнимый или исходный код программы, но никак не оговаривают связанные с распространением программ денежные отношения, в том числе не предполагают и бесплатности . В англоязычных текстах здесь часто возникает путаница, поскольку слово «free» по-английски означает не только «свободное», но и «бесплатное», и нередко употребляется по отношению к бесплатному программному обеспечению , которое распространяется без взимания платы за использование, но недоступно для изменения сообществом, потому что его исходные тексты не опубликованы. Такое бесплатное ПО вовсе не является свободным. Наоборот, свободное ПО вполне можно распространять (и распространяют), взимая при этом плату, однако соблюдая при этом критерии свободы: каждому пользователю предоставляется право получить исходные тексты программ без дополнительной платы (за исключением цены носителя), изменять их и распространять далее. Всякое программное обеспечение, пользователям которого не предоставляется такого права, является несвободным - независимо от любых других условий.

Открытый доступ к исходным текстам программ является ключевым признаком свободного ПО, поэтому предложенный несколько позднее Эриком Реймондом термин «open source software» (ПО с открытым исходным текстом) некоторым представляется даже более удачным для обозначения данного феномена, чем изначально предложенный Столлманом «free software». Столлман настаивает на различии этих двух понятий, так как слова «open source» указывают лишь на наличие одного, не самого важного (хотя и необходимого для реализации двух из четырёх свобод), по его мнению, из свойств, присущих свободному ПО - возможности увидеть исходный код.

Открытое программное обеспечение ( англ. open-sourcesoftware ) - программное обеспечение с открытым исходным кодом . Исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы , использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок - через заимствование исходного кода, если это позволяет совместимость лицензий, или через изучение использованных алгоритмов, структур данных, технологий, методик и интерфейсов (поскольку исходный код может существенно дополнять документацию, а при отсутствии таковой сам служит документацией).

Термин opensource (англ. открытое программное обеспечение ) был создан вместе с определением в 1998 году Эриком Реймондом и Брюсом Перенсом , которые утверждали, что термин freesoftware (свободное программное обеспечение ) в английском языке неоднозначен и смущает многих коммерческих предпринимателей .

Подавляющее большинство открытых программ является одновременно свободными . Определения открытого и свободного ПО не полностью совпадают друг с другом, но близки, и большинство лицензий соответствуют обоим.

Отличие между движениями открытого ПО и свободного ПО заключается в основном в приоритетах. Сторонники термина «open source» делают упор на эффективность открытых исходников как метода разработки, модернизации и сопровождения программ. Сторонники термина «free software» считают, что именно права на свободное распространение, модификацию и изучение программ являются главным достоинством свободного открытого ПО.

Существуют программы, имеющие открытый исходный код, но не являющиеся свободными, например, UnRAR, распаковщик RAR -архивов. Его исходный код находится в открытом доступе, но лицензия запрещает использовать его для создания RAR-совместимых архиваторов. Так же существует целый класс программ, называемых коммерческим ПО с открытым исходным кодом или Open Core, которые используют термин «Open Source» применительно к несвободному программному обеспечению .

Исходные коды открытых программ выпускаются либо как общественное достояние , либо на условиях «свободных» лицензий - как, например, GNU General Public License или BSD License . Свободная лицензия позволяет использовать исходный код программы для своих нужд с минимальными ограничениями, не противоречащими определению OpenSource. org. Таким ограничением может быть требование ссылаться на предыдущих создателей или требование сохранять свойство открытости при дальнейшем распространении той же самой или модифицированной открытой программы (копилефт ). В некоторых случаях (например, Apache или FreeBSD ) эти ограничения очень малы, в других (например, GNU General Public License ) достаточно распространять ПО вместе с исходным кодом и текстом лицензии, не изменяя её.

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.

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

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

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

Рис. 2.1.

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2.2.

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2.3.

В базовое программное обеспечение входят:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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