Вычислительная техника и программное обеспечение.

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 представляет собой совокупность программ, предназначенных для решения задач на компьютере. Программа - это упорядоченный набор команд. Программное и аппаратное обеспечение работают взаимосвязано и в непрерывном взаимодействии. Любое аппаратное устройство управляется программно.

Программное обеспечение можно разделить на три класса: системное, прикладное и инструментальное. Приведенная классификация является достаточно условной. Интеграция программного обеспечения привела к тому, что практически любая программа имеет черты каждого класса.

Системное ПО предназначено для управления работой компьютера, распределения его ресурсов, поддержки диалога с пользователями, оказание им помощи в обслуживании компьютера, а также для частичной автоматизации разработки новых программ.

Системное ПО -- это комплекс программ, многие из которых поставляются вместе с компьютером и документацией к ней. Системное ПО можно разделить на три основные части: операционные системы (ОС), системы программирования и сервисные программы.

Основными компонентами общесистемного программного обеспечения являются: операционные системы, которые решают задачи взаимосвязанного функционирования отдельных компонентов.

Существуют 4 типа операционных систем:

операционные системы пакетной обработки: сравнительно большая скорость логических и автоматических операций, но в свою очередь имела скорость ввода и вывода загруженность процессора на 20 - 30%.

операционная система с распределением задач по времени (организуется очередь ввода и выхода задач, и обслуживается до 15 пользователей и процессор загружен на 80-90%).

операционная система реального времени, используется для управления различными процессами.

Системное программное обеспечение осуществляет управление работой вычислительной системы. Как правило, системные программы обеспечивают взаимодействие других программ с аппаратными составляющими, организацию интерфейса пользователя. Сюда относят операционные системы, сервисные системы.

Прикладное программное обеспечение предназначено для решения прикладных задач профессиональной деятельности человека (то есть, прилагаемое к практике). Спектр таких программ чрезвычайно широк: от производственных и научных учебных и развлекательных. Сюда относят расчетные, обучающие, моделирующие программы, компьютерные игры и т.д.

Инструментальное программное обеспечение предназначено для разработки всех видов информационно-программного обеспечения. При этом под информационным обеспечением понимают совокупность предварительно подготовленных данных, необходимых для работы программного обеспечения. Например, любая современная программа имеет встроенную справку для работы с этой программой. Файл справки представляет собой информационное обеспечение. К инструментального программного обеспечения относят: редакторы (текстовые, графические, музыкальные), системы табличной обработки данных (табличные процессоры), системы управления базами данных, трансляторы языков программирования, интегрированные системы дело производства, и т.п.

Системы программирования предназначены для облегчения и для частичной автоматизации процесса разработки и отладки программ. Основными компонентами этих систем есть трансляторы с языков высокого уровня, например, Паскаль, Си, Бейсик и др. Особая роль принадлежит Ассамблерам. Программа на языке Ассамблера называют машинно-ориентированной. Языке Ассамблера пользуются, как правило, системные программисты.

Трансляторы осуществляют преобразования программ с языков высокого уровня на машинный язык. Кроме того, трансляторы конечно осуществляют синтаксический анализ программы, которая транслируется. Они могут также відлагожувати и оптимизировать программы, которые получают, выдавать документацию на программу и выполнять ряд других сервисных функций.

Ассамблери превращают программы, которые представлены в машинноорієнто-мых языках, на машинный язык.

Сервисные программы расширяют возможности ОС. Их, конечно, называют утілітами. Утилиты позволяют, например, проверить информацию в шістнад-цятковому коде, которая хранится в отдельных секторах магнитных дисков; организовать вывод на принтер текстовых файлов в определенном формате, выполнять архивацию и разархивацию файлов и др.

В структуре прикладного программного обеспечения можно выделить: прикладные программы как общего, так и специального назначения.

Прикладное ПО общего назначения-это комплекс программ, который получил широкое распространение среди различных категорий пользователей. Наиболее известными среди них являются: текстовые редакторы, графические системы, электронные таблицы, системы управления базами данных и др.

Текстовые редакторы позволяют готовить текстовые документы: технические описания, служебные письма, статьи и др. Наиболее известны такие текстовые редакторы:

Лексикон, Write, Word.

Графические системы многочисленны, а их функции -- разнообразны. Среди них можно выделить системы деловой графики (Microsoft PowerPoint, Lotus Freelance Graphics), художественной графики, которые еще называют просто графическими редакторами (Раіntbrush), инженерной графики и автоматизированного проектирования (Autodesk AutoCad), системы обработки фотографических изображений (Adobe Photoshop), а также универсальные графические системы (CorelDRAW!).

Программы работы с электронными таблицами (ЕТ) позволяют решать широкий круг задач, связанных с численными расчетами. Наиболее широко используют среди программ такого класса Supercalk, Місrosoft Excel и Lotus 1-2-3.

Системы управления базами данных (СУБД) предназначены для объединения наборов данных с целью создания единой информационной модели объекта. Эти программы позволяют накапливать, обновлять, корректировать, удалять, сортировать информацию, организованную специальным средством в виде банка данных. Самые распространенные СУБД: dВаsе III Рlus, FохBase+, Сlірреr, Оrасlе, Ассеs, FохРrо, Раrаdох.

Кроме перечисленных систем в состав прикладного ПО общего назначения следует отнести и интегрированные системы. Эти системы объединяют в себе возможности текстовых редакторов, графических систем, электронных таблиц и систем управления базами данных. Главное преимущество интегрированных систем перед отдельными системами прикладного ПО общего назначения заключается в том, что они создают единые правила работы для пользователя, то есть они имеют единый интерфейс как при работе с текстом, так и при работе с электронными таблицами и др. Самые известные среди них: Місrosoft Works, Місrosoft Office, Lotus SmartSuite, Perfect Office.

Прикладные программы специального назначения используют в специфической деятельности пользователей.

Функции специфических систем зависят от их назначения. Например, для систем учебного назначения это могут быть инструментальные средства для разработки компьютерных уроков (гіпермедійні и гипертекстовые системы, авторские и другие системы), имитационное моделирующие программы учебного назначения, программы для разработки и поддержки школьного расписания, педагогические о - грамні средства различного назначения и др.

В состав прикладных программ специального назначения можно также отнести пакеты прикладных программ (ППП), которые широко используются, например, для статистической обработки данных, бухгалтерского учета, расчета строительных конструкций и др. Наличие в компьютере разнообразных ППП позволяет решать значительную часть простых прикладных задач, почти без программирования. В этом случае задание на решение той или иной задачи записывается в виде директивы специальной проблемно-ориентированным языком и сообщается компьютеру.
Список использованной литературы
компьютер программа системный инструментальный
1. Информатика для юристов и экономистов/ Симонович С.В. и др. - СПб: Питер, 2001. - 688 с.
2. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. Изд. 7-е. Г.: ИНФРА-М, 1997, 432 с.
3. Ю. Шафрин. Информатика. Информационные технологии: в 2 ч. Г.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

Всё, что связано с информационными технологиями, можно условно разделить на две части:

аппаратные средства (hardware );

программное обеспечение (software ).

Первая часть была рассмотрена в предыдущих лекциях. Её задача – предоставление физической среды для обработки информации. Эту часть ещё жаргонно называют «железом». Вторая составляющая – это не менее сложный интеллектуальный продукт, создаваемый по определённым правилам с целью выполнения тех или иных операций обработки информации.

Вообще, аппаратная часть и программное обеспечение соотносятся друг с другом приблизительно так же, как соотносятся две философские категории: материя и дух. Трудно сказать, что является первичным, а что вторичным. Очевидно одно, что существовать друг без друга аппаратные и программные средства не могут, вернее их отдельное существование бессмысленно. Исторически развитие аппаратных и программных средств шло параллельными курсами. При этом каждая из составляющих поочерёдно выходила вперёд, стимулируя к развитию вторую. Сегодня в плане развития программного обеспечения наступило своеобразное насыщение, а вот в развитии аппаратных средств прослеживается чёткая тенденция к улучшению характеристик при снижении цены. Поэтому в ближайшем будущем все новые появляющиеся программы будут расти в цене. Предполагается, что скоро стоимости программного обеспечения и аппаратных средств будут соотноситься как стоимость товара и упаковки.

Всех людей, которые работают с компьютером, за исключением технического обслуживающего персонала, можно разделить на две группы:

Программисты – это люди, создающие программы для компьютера. Раньше программированием занимались многие, и даже непрофессионалы, причём они создавали достаточно неплохие программы для различных сфер использования. Сегодня в связи с общей тенденцией к глобализации программирование стало уделом лишь крупных корпораций. Причём, основная часть сотрудников этих корпораций занимается распространением программных продуктов.

Пользователи – вторая и самая многочисленная категория работающих с компьютером людей. Пользователь использует программный продукт и аппаратные средства ПК для решения своих конкретных задач. При этом ему не нужно знать, каким образом происходит обработка информации, поскольку все современные программы имеют очень доступный интерфейс, а все возможные проблемы программа решает сама. Итак, что же такое программное обеспечение (ПО)?

Программное обеспечение информационных технологий (ПОИТ) – это совокупность программных и документальных средств, предназначенных для создания и обработки систем данных с помощью вычислительной техники. В зависимости от функций ПО можно разделить на три группы (рис. 13.1).

Программное обеспечение

: Базовое ПО организует процесс обработки информации в ПК и обеспечивает среду для прикладных программ.

: Прикладное ПО предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации работы вычислительного процесса информационной системы в целом.

: Инструментальное ПО обеспечивает возможность создания новых программ для компьютера.

В свою очередь каждую из групп ПО можно разделить на подгруппы.

Базовое ПО

Базовое программное обеспечение делится на три группы (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Классификация базового программного обеспечения

1. Операционные системы Операционная система (ОС) обеспечивает управление процессом обработки

информации и осуществляет взаимодействие между аппаратными средствами ПК и пользователем. Одной из основных задач ОС является автоматизация процессов ввода/вывода информации и управление выполнением прикладных задач пользователя. ОС загружает в память ПК нужную программу, следит за ходом её выполнения, анализирует ситуации, которые препятствуют нормальному ходу работы и даёт указания в случае возникновения затруднительных или аварийных ситуаций. Таким образом, ОС является посредником между пользователем и ПК. Операционные системы подразделяются на однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские, однако все они имеют три основные составляющие:

ядро (интерпретатор команд) – это переводчик программного языка в язык машинных кодов;

драйверы – специализированные программы для управления различными устройствами, входящими в состав ПК;

интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером. Операционные системы можно проклассифицировать следующим образом (рис. 13.3).

Семейство DOS .Операционная системаDOS производстваMicrosoft появилась в 1981 году как операционная система для первого персонального компьютераIBM PC . Более подробно система будет описана в теме 15.

Семейство Windows 3.x . Это семейство является переходом отDOS к современным версиям Windows. Первые версии этого семейства представляли собой лишь графическую оболочку кDOS (Windows 3.1,Windows 3.1.1). В последующих версиях появилась многозадачность, возможность использовать весь объём оперативной памяти и даже мультимедийность.

Семейство Windows NT . СемействоWindows NT (New Technology ) имеет существенные отличия от предыдущего семейства. Самое главное – эти системы уже не базируются наDOS , а являются действительно самостоятельными операционными системами. Другими важными нововведениями стали:

чёткое разделение ресурсов между программами;

специальные средства работы в сети;

запрет на прямой доступ пользователя к аппаратным средствам и многое другое.

По сути из этого семейства широкое применение нашла самая последняя из разработок

– Windows XP , ставшая в начале XXI века настоящим стандартом операционной системы IBM PC-совместимого компьютера. Пожалуй, к этому же семейству можно отнести и новинку 2007 года – операционную системуWindows Vista , которая хоть и объявлена разработчиками как революционная, но базируется всё же наWindows XP .

Вряд ли стоит много говорить об остальных операционных системах, представленных в классификации выше, единственно, хотелось бы отметить, что операционная система Mac OS предназначена для компьютеровMacintosh фирмыApple .

2. Сервисные программы Если выражаться простыми словами, их основная задача – поддержание порядка в

компьютере. Вот основные разновидности сервисных программ.

9 Оболочки обеспечивают наиболее удобный и наглядный способ общения с компьютером через штатные средства операционной системы.

9 Утилиты (от англ. utilize – использовать) – это вспомогательные программы, обеспечивающие оптимизацию использования ресурсов вычислительной машины.

9 Антивирусные программы. Название говорит само за себя. Эти программы служат для выявления и устранения компьютерных вирусов.

3. Программы технического обслуживания.

Эти программы предназначены для тестирования работоспособности оборудования и контроля его работы.

Прикладное ПО

Прикладные программы можно проклассифицировать, разделив их на группы в зависимости от решаемых ими задач. Вот основные группы прикладных программ:

программы подготовки текстовых документов – текстовые редакторы; программы обработки табличных данных – электронные таблицы;

программы подготовки документов типографского качества – издательские системы; программы обработки массивов данных – электронные базы данных; программы подготовки презентаций; программы финансового назначения; информационно-поисковые системы;

программы для работы с графическими изображениями – графические редакторы; системы автоматизированного проектирования; программы статистического анализа; обучающие программы; программы распознания текста;

методоориентированные программы, например, сюда относятся пакеты программ математического моделирования и др.

Инструментальное ПО

Инструментальные программы можно разбить на три основные группы (рис. 13.4).

Инструментальное ПО

Трансляторы-компиляторы Трансляторы-интерпретаторы Ассемблеры Рис. 13.4. Классификация инструментального программного обеспечения

Все эти три вида программ позволяют создавать собственные программы, но различным образом.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

· технология проектирования программ (например, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);

· методы тестирования программ;

· методы доказательства правильности программ;

· анализ качества работы программ;

· документирование программ;

· разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы . Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.

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

Как классифицируется программное обеспечение?

Программное обеспечение классифицируется по:

1. по назначению

2.

По назначению ПО делится на программы СИСТЕМНЫЕ, ПРИКЛАДНЫЕ и ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ.

Рис.1. Программы для ЭВМ

· СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММЫ - программы, обеспечивающие работу компьютера, компьютерных сетей и прочих устройств. Иными словами, системными называют программы, предназначенные для того, чтобы компьютер заработал, чтобы работать на нем было удобно и безопасно.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера, а также в ыполняют различные вспомогательные функции, например:

- управляют процессором, памятью, устройствами ввода-выводом.

Создание копий используемой информации;

Проверка работоспособности устройств компьютера;

Выдача справочной информации о компьютере и др.;

Операционные системы - программы, управляющие работой компьютера. Примеры: MS-DOS, UNIX, WINDOWS"95.

Операционная система:

· Общего назначения (3 типа);

· Реального времени (2х типов);

· Сетевая;

· Встраиваемая.

Сетевые системы - программы, обеспечивающие работу компьютерных сетей. Примеры: Novell Netware. К этому же классу программ также можно отнести Интернет-браузеры. Примеры: Netscape Navigator, MS Internet Explorer.

Программы-оболочки - программы, предназначенные для создания пользователю удобных условий работы. Примеры: Norton Commander, DOS-Navigator, WINDOWS 3.1. Появление подобных программ связано с тем, что операционные системы старого образца (например, MS-DOS) несмотря на простоту и надежность не были снабжены средствами, создающими пользователю удобную среду для работы. В таких операционных системах общение человека с машиной производилось (и производится) при помощи команд, которые надо набирать с клавиатуры.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas - польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.

Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

· программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации, также программы указывают причину и место неисправности;

· программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; также с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование существующих;

· программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию в сжатой форме, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный;

· антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

· программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

· программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

· коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

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

· программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.

· ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ - программы, предназначенные для решения задач пользователя. Иными словами, с помощью прикладных программ выполняются те операции, ради которых и покупают компьютер - работа с текстами, выполнение разного рода расчетов, компьютерные игры и т.д.

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

К прикладному программному обеспечению относятся: текстовые редакторы, графические редакторы, редакторы презентаций, электронные таблицы, СУБД (системы управления базами данных, браузеры и т.д.).

БАЗА ДАННЫХ – упорядоченное описание группы однотипных объектов. Например, база данных по студентам вуза или база данных по преступникам, находящимся в розыске. СУБД – комплекс программ предназначенных для управления базами данных.

К программам для работы с графикой относятся большое число программ разного уровня. От простых графических редакторов, предназначенных для выполнения простых рисунков, например для подготовки простых иллюстраций к тексту или для детского творчества (пример: Paint) , ретуширования и редактирования сложных рисунков, фотографий, создания мультфильмов (пример: Corel Draw) до сложных систем инженерной графики - систем автоматизированного проектирования (пример: Autocad).

Трансляторы - программы, предназначенные для создания новых программ.

Игровые и обучающие программы предназначены для отдыха и обучения.

· ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ – программы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

по способу распространения и использования программное обеспечение делиться на:

· несвободное и закрытое;

· свободное;

· открытое.

Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

В компьютере уживаются «тело» и «душа». «Тело» компьютера - это его «железная», аппаратная часть (hardware). Аппаратные средства современных персональных компьютеров представляют собой совокупность электронных, электромеханических, электромагнитных и электронно-оптических устройств. «Душа» - это оживляющие эту груду железа прикладные и системные программы (software).

Совокупность программ, необходимых для обработки данных, называется программным обеспечением ПК.

Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация должна быть представлена и обработана на компьютере в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются на машинном языке, т.е. в виде последовательности нулей и единиц. Данные - это информация, представленная в форме, пригодной для ее передачи и обработки с помощью компьютера.

Программы - это упорядоченные последовательности команд. Команда - это элементарная инструкция, предписывающая компьютеру выполнить ту или иную операцию. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Между ними существует диалектическая связь, и раздельное их рассмотрение является условным.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня. Существует межпрограммный интерфейс. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию (рис. 3.1). Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. 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.

Рис. 3.1.

Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ - Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэштехнологией), так и на специальных устройствах, называемых программаторами.

Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств - они входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря этим программам пользователь получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Полное понятие операционной системы мы рассмотрим несколько позже, а здесь только отметим, что если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. То есть наличие ядра операционной системы - непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Программное обеспечение служебного уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк - от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Поскольку между прикладным программным обеспечением и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек - программа - оборудование.

Классификация всегда достаточно условна. Часто программное обеспечение компьютера подразделяют на три основные класса (рис. 3.2):

ь системное программное обеспечение (СПО);

ь прикладное программное обеспечение (ППО);

ь инструментальные среды (системы программирования).

Рис. 3.2.

К системному программному обеспечению относят программы базового уровня, операционные системы и служебные программные средства. Инструментальные средства предназначены для разработки как системных программ, так и прикладных.