Тема1.Програмное обеспечение ЭВМ

1. Виды программного обеспечения ЭВМ

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

системное;

прикладное.

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

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

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

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

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

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

интерфейсные системы;

оболочки операционных систем;

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

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

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

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

обслуживание магнитных дисков;

обслуживание файлов и каталогов;

предоставление информации о ресурсах компьютера;

шифрование информации;

защита от компьютерных вирусов;

архивация файлов и др.

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

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

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

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

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

К типовому прикладному ПО относят следующие программы:

текстовые процессоры;

табличные процессоры;

системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

системы управления базами данных;

экспертные системы;

программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

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

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

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

Cистемное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:

Операционные системы.

Системы управления файлами.

Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.

Системы программирования.

Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.

Операционная система

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

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие :

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

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

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

идентификация всех программ и данных;

обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или

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

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

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

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

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

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

организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

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

Система управления файлами

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

Программное обеспечение (ПО) - комплекс программ обеспечивающих обработку или передачу данных предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями. Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами.

Операционная система - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Сейчас в мире известны и обсуждаемы 2 операционные системы:

• - Windows-семейство операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении.
• - MS-DOS - коммерческая операционная система фирмы Microsoft для IBM PC-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS - самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливавшаяся на большинство IBM PC-совместимых компьютеров. Со временем она была вытеснена ОС семейства Windows 9x и Windows NT.

Один из важных элементов программного обеспечения ЭВМ - это язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением. Популярные языки программирования: паскаль - язык программирования общего назначения, один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах ВУЗов, является базой для ряда других языков; бейсик- семейство высокоуровневых языков программирования, который был разработан в 1963 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени, он предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних компьютеров.

Программа - это упорядоченные последовательности команд.

Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и нее осуществляет вывод данных на устройство вывода все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т.е. мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивает распределение ПО на несколько взаимодействующих между собой уровней.

Уровни ПО представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на ПО предшествующих уровней.

Программное обеспечение современного компьютера очень разнообразно в соответствии с многообразием задач, решаемых пользователями с его помощью, и множеством операций, выполняемых устройствами компьютера.

Программное обеспечение делится на следующие виды:

• - программы начальной загрузки компьютера;
• - операционные системы (ОС);
• - файловая система;
• - операционные оболочки, предназначенные для обеспечения удобного для пользователя способа работы с файлами и запуска прикладных программ;
• - драйверы устройств.

Другой класс программного обеспечения - прикладное ПО.

В прикладном ПО можно выделить следующие группы программных средств (ПС):

• - ПС для обработки текстов;
• - ПС для обработки числовой информации;
• - ПС для обработки графической информации;
• - ПС для обработки звуковой информации.;
• - ПС, обеспечивающие работу в телекоммуникационных сетях;
• - ПС, обеспечивающие автоматизированное хранение информации - системы управления базами данных (СУБД);
• - ПС, используемые в процессах управления и диагностики;
• - ПС, применяемые для проведения исследовательских и проектно-конструкторских работ;
• - ПС, используемые в обучении - электронные учебники, тренажеры, тесты и пр.;
• - Игровые программы;
• - Программы, созданные пользователе

Для хранения и обработки больших объемов информации используются базы данных. Телефонный справочник является базой данных, в которой хранится информация об организациях. Записная книжка является базой данных, в которую записывается информация о людях. Библиотечный каталог является базой данных, которая хранит информацию о книгах. Каждая база данных хранит информацию о большом количестве объектов одинакового типа. Объекты одного типа обладают одинаковым набором свойств, поэтому база данных хранит для каждого объекта значения этих свойств. База данных позволяет упорядоченно хранить данные о большом количестве однотипных объектов, обладающих одинаковым набором свойств. В настоящее время широкое распространение получили компьютерные базы данных. Система управления базами данных - это приложение, позволяющее создавать базы данных и осуществлять в них сортировку и поиск данных. Осуществляется с помощью Microsoft Excel, Microsoft Word иOpen Office Writer.

Программное обеспечение ЭВМ и его основные характеристики. Классификация ПО.

Бурное развитие новой информационной технологии и расширение сферы ее применения привели к интенсивному развитию программного обеспечения (ПО). Достаточно отметить, что в 1996 г. мировым сообществом на программное обеспечение затрачено свыше 110 млрд. долларов. Причем тенденции развития ПО показывают, что динамика затрат имеет устойчивую тенденцию к росту, примерно 20% в год.

Системное программное обеспечение обеспечивает функционирование и обслуживание компьютера, а также автоматизацию процесса создания новых программ. К системному программному обеспечению относятся: операционные системы и их пользовательский интерфейс; инструментальные программные средства; системы технического обслуживания.

Операционная система - обязательная часть специального программного обеспечения, обеспечивающая эффективное функционирование персонального компьютерра в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ.

Пользовательский интерфейс (сервисные программы) - это программные надстройки операционной системы (оболочки и среды), предназначенные для упрощения общения пользователя с операционной системой.

Программы, обеспечивающие интерфейс, сохраняют форму общения (диалог) пользователя с операционной системой, но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в язык меню). Сервисные системы условно можно разделить на интерфейсные системы, оболочки операционных систем и утилиты.

Интерфейсные системы - это мощные сервисные системы, чаще всего графического типа, совершенствующие не только пользовательский, но и программный интерфейс операционных систем, в частности, реализующие некоторые дополнительные процедуры разделения дополнительных ресурсов.

Оболочки операционных систем предоставляют пользователю качественно новый по сравнению с реализуемым операционной системой интерфейс и делают необязательным знание последнего.

Утилиты автоматизируют выполнение отдельных типовых, часто используемых процедур, реализация которых потребовала бы от пользователя разработки специальных программ. Многие утилиты имеют развитый диалоговый интерфейс с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам.

Инструментальные программные средства (системы программирования) - обязательная часть программного обеспечения, с использованием которой создаются программы. Инструментальные программные средства включают в свой состав средства написания программ (текстовые редакторы); средства преобразования программ в вид, пригодный для выполнения на компьютере (ассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, загрузчики и редакторы связей), средства контроля и отладки программ.

Текстовые редакторы позволяют удобно редактировать, формировать и объединять тексты программ, а некоторые - и контролировать синтаксис создаваемых программ.

Программа, написанная на алгоритмическом языке, должна быть преобразована в объектный модуль, записанный на машинном языке (в двоичных кодах). Подобное преобразование выполняется трансляторами (ассемблером - с языка Assembler и компиляторами - с языков высокого уровня). Для некоторых алгоритмических языков используются интерпретаторы, не создающие объектный модуль, а при каждом очередном выполнении программы переводящие каждую ее отдельную строку или оператор на машинный язык. Объектный модуль обрабатывается загрузчиком - редактором связей, преобразующие его в исполняемую машинную программу.

Средства отладки позволяют выполнять трассировку программ (пошаговое выполнение с выдачей информации о результатах исполнения), производить проверку синтаксиса программы и промежуточных результатов в точках останова, осуществлять модификацию значений переменных в этих точках.

Системы технического и сервисного обслуживания представляют собой программные средства контроля, диагностики и восстановления работоспособности компьютера, дисков и т. д.

Прикладное программное обеспечение обеспечивает грешение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.
Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники. Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).

Базовое ПО включает в себя:

• операционные системы;
• оболочки;
• сетевые операционные системы.

Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):

• диагностики;
• антивирусные;
• обслуживания носителей;
• архивирования;
• обслуживания сети.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя:

• текстовые процессоры;
• табличные процессоры;
• базы данных;
• интегрированные пакеты;
• системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
• экспертные системы;
• обучающие программы;
• программы математических расчетов, моделирования и анализа;
• игры;
• коммуникационные программы.

Особую группу составляют системы программирования (инструментальные системы), которые являются частью системного ПО, но носят прикладной характер. Системы программирования – это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов. Системы программирования обычно содержат:

• трансляторы;
• среду разработки программ;
• библиотеки справочных программ (функций, процедур);
• отладчики;
• редакторы связей и др.

Сохранено

Программные средства или программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сферы использования ЭВМ.

Для функционирования ЭВМ используется комплекс программного обеспечения, который делится на 3 большие категории:

– системное ПО;

– инструментальные системы (системы программирования);

– прикладное ПО.

Системное программное обеспечение предназначено для:

– создания операционной среды функционирования других программ;

– автоматизации процесса разработки новых программ;

– обеспечения надежной и эффективной работы вычислительной сети;

– проведения диагностики и профилактики аппаратуры;

– выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирования, архивирования и т.п

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

Операционная система является посредником между пользователем и другими программами, а также между пользователем и компьютером.

Основные задачи, решаемые операционной системой:

– организация диалога с пользователем;

– управление аппаратными средствами компьютера;

– организация файловой системы;

– запуск прикладных программ.

Инструментальные системы предназначены для создания программных продуктов и включают в себя все средства, необходимые для производства программ и формирования их в машинном коде, в том числе, включают языки программирования и трансляторы.

Программа – это совокупность команд, управляющих действиями компьютера, записанная в соответствии с синтаксисом языка программирования.

Язык программирования – искусственный язык, созданный для описания алгоритмов обработки данных.

Транслятор – программа-переводчик с языка программирования на язык машинных кодов. Трансляторы делятся на интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды и одновременное выполнение каждой команды.

Компилятор – транслятор, который переводит всю программу в машинные команды без ее выполнения. Компилированные программы работают быстрее интерпретированных в 20-50 раз.

Одной из основных составляющих инструментального ПО являются языки программирования, которые делятся на две большие группы:

1. Машинно-зависимые (автокод, ассемблер);

2. Машинно-независимые или языки высокого уровня:

– процедурно-ориентированные (Фортран, Паскаль, Бейсик и др.);

– проблемно-ориентированные (узкоспециализированные);

– объектно-ориентированные (Java, C ++);

– скрипт-языки (для работы с программами в сети Интернет).

Прикладное программное обеспечение предназначено для выполнения конкретных работ. Прикладные программы разрабатывается специалистами, как правило, для широкого круга пользователей. Простые прикладные программы создаются пользователями для собственных нужд.

Среди множества программ выделяются широко распространенные прикладные программы, которые классифицируются по видам деятельности:

– подготовка текстов – редакторы текстов;

– подготовка графики – графические редакторы;

– подготовка типографских документов – издательские системы;

– обработка табличных данных – табличные процессоры;

– обработка массивов информации – системы управления базами данных;

– конструирование –системы автоматизированного проектирования;

– бухучет и финансовая отчетность – бухгалтерские и банковские программы.

Тенденции развития ПО

С возникновением персональных компьютеров разработка программного обеспечения превратилась мощный бизнес, в развитии которого прослеживаются некоторые тенденции, в частности:

– программное обеспечение является товаром, который пользуется широким спросом на рынках;

– в программных разработках в результате конкуренции наблюдается переход к стандартным решениям, в том числе, к стандартным интерфейсам;

– с развитием аппаратной части увеличивается мощность программ, а также расширяются их функциональные возможности;

– наблюдается постепенный переход от лицензионных программных продуктов к свободному программному обеспечению (СПО).

Развитие СПО в нашей стране постепенно трансформируется в создание национальной программной платформы (НПП), которая направлена на решение важнейших национальных задач:

– переориентация финансовых потоков на отечественный рынок (импортозамещение);

– обеспечение национальной безопасности страны в части технологической независимости;

– ликвидация отставания в объеме и уровне использования информационных технологий в экономике, государственном управлении и общественной жизни;

– развитие отечественных центров разработки информационных технологий мирового класса;

– повышение конкурентоспособности отечественных программных продуктов на мировом рынке.

В апреле 2011 года комиссия по высоким технологиям и инновациям при правительстве РФ одобрила создание НПП. К созданию новых программных продуктов подключилось более 130 отечественных компаний, которые вошли в специальный комитет по разработке НПП.

Выше было выяснено, что компьютер выполняет любые действия по программам, на­писан­ным человеком. Сам по себе, по собственной, так сказать, инициати­ве, компьютер никогда никаких действий выполнить не в состоянии. Мож­но сказать, что компью­тер без программы подобен автомобилю без во­дителя и горючего. Поэтому наличие программ не менее важно, чем на­ли­чие компьютера. В настоящее время программы, ко­торые необходимы для нормального функционирования ЭВМ, могут мно­­­гократно превос­хо­­дить по стоимости её аппаратные средства. Для обозначения множества про­грамм для ЭВМ используется термин программное обес­­печение (ПО) ЭВМ.

i

Программным обеспечением называется совокупность программ, ко­торые могут выполняться на компьютере данной модели, включающая ком­плекты сопровождаю­щей их технической, программной документа­ции.

В этом определении следует выделить два момента. Во-первых, разные модели вычислительных машин обладают различной архитек­турой, различ­ными способами кодирования информации, различными сис­темами команд. Поэтому прог­раммы, подготовленные к выполнению на компьютере одной мо­дели, скорее всего, невозможно будет выполнить на компьютере другой модели. Та­ким образом, следует говорить о программном обеспечении данной кон­крет­­ной модели либо семейства программно-сов­мес­тимых машин. Во-вто­рых, вместе с программой приобретается и комплекс технической документации, в котором описываются назначение и основные возмож­­ности программы, технические требования к аппаратным средствам ком­пьютера (необ­хо­­димый объем оперативной и внешней памяти, наличие специального оборудования и т.д.), способы установки программы на ком­пьютере и способы управления программой. Иногда опи­сание программы и способов работы с нею может занимать сотни стра­ниц текста. Если документация к программе отсутствует, то ра­ботать с программой очень и очень сложно, а иногда и вообще невозможно. Заметим, однако, что достаточно часто в программах предусматривает­ся встро­енная справочная система, обращаться к которой можно непосредственно во вре­мя выполнения программы. Такая справочная система обычно со­дер­жит всю необходимую для управления программой информацию. Иногда ее называют Help системой (help - помощь).

Стандартным для большинства программ является вы­зов встроенной справочной системы с помощью функ­циональной клавиши F1.

Совокупность всех программных средств, используемых на компьютере, достаточно часто называют software (software -программное обеспечение, soft - мягкий, ware - продукция), а совокупность аппаратных средств - hardware (hardware - аппаратные средства, hard - твердый). На любом конкретном компьютере имеется конкретный набор аппаратных и программных средств, которые образует его ресурсы . С течением времени ресурсы компьютера могут изменяться, увеличиваясь или уменьшаясь.

Группа взаимосвязанных программ, обес­печивающих выполнение род­ственных функ­ций по обработке информации, вместе с необходимы­ми для это­го наборами вспо­могательных данных называетсяпакетом про­грамм, илипрограммной системой.

i

Програм­ма, или пакет программ, разрабатываемый с целью массово­го тиражирования, называется программным продуктом .

Пакеты программ распространяются через торговую сеть, специальных распространителей программных продуктов или через глобальные компьютерные сети. В настоящее время применяются следующие способы распространения программных продуктов: коммерческий, shareware - частично оплачиваемый или условно-бесплатный (sha­re - доля, часть, ware - изделие), freeware - бесплатный (free - свободный) и trial - пробный (trial - испытание). Коммерческие пакеты приобретаются за их полную стоимость, а условно-бесплатные - за небольшую, иногда символическую цену после бесплатного испытательного срока. В течение этого срока пользователь обычно работает с неполным пакетом. И если программа ему подходит, то после оплаты обусловленной суммы пользователь получает полный комплект пакета и все юридические права на его использование. Пробные (trial) пакеты распространяются их разработчиками бесплатно с целью тестирования и обкатки, а бесплатные (freeware) - в рамках проведения определенной рекламной или торговой политики. При­об­ретая программу через торговую сеть или у специализированных рас­про­­странителей, покупатель получает все юридические права по ее ис­поль­зованию. При приобретении программы у легальных распространителей покупатель получает вместе с пакетом сертификат или лицензию на определенные права по использованию пакета. Нелегальные распространители не выдают таких документов. Бесплатное приобретение коммерческих и условно-бесплатных программ путем копирова­ния (нелицензионное , нелегальное, пиратское копирование )явля­ется нарушением авторских прав раз­работчика программы и преследуется по за­кону.

Чаще всего пакеты программ реализуются в виде так называемого дистрибутива (distribute - рас­пространять, раздавать), который представляет собой программы пакета и необходимые вспомогательные данные, за­­писанные в специальной форме на гибких или оптических дисках. В комплекте с легальным дистрибутивом всегда поставляются не­об­ходимая программная документация, а также лицензия на право использования приобретенной программы.

Необходимо помнить, что выпол­не­ние прог­­­раммы, представленной в виде дистрибутива, невозможно.

Для при­ведения пакета или программы в рабочее состояние необходимо выполнить про­цедуру установки ,инсталляции (install - установка), то есть развертывания, приведения программ и данных в работоспособное состояние по пра­ви­лам, изложенным в сопровождающей документации. Коммерческие дистрибутивные па­ке­ты часто защищаются от копирования, а для их развертывания не­об­хо­ди­мо знать специальный код, позволяющий выполнить установку толь­ко законному владельцу пакета.

По мере использования программных продуктов на практике выявляют­ся их недостатки, неиспользованные возможности и, возможно, ошибки, не замеченные на стадии разработки. Фирмы-производители учитывают всю поступающую к ним подобного рода информацию и, по возможно­сти, вносят в получивший признание про­дукт соответствующие измене­ния. Эти изменения проявляются в виде появления новых мо­дификаций и версий су­ще­ствующего программного продукта.

Версия представляет собой пакет программ, в который внесены существенные изменениями, добавлены принципиально новые функции, используется иная организация программы, данных или применяются новые способы взаимодействия пользователя с про­граммой.

Как правило, новые модификации и версии имеют то же самое название, какое имел и исходный продукт. Од­нако справа от названия такого измененного продукта появляется определенный приз­­­нак модификации. Например, одна из наиболее простых и популярных в свое время операционных сис­­тем (программа, обеспечивающая эффективную работу аппаратуры и вы­полнение некоторых других функций) для IBM–совместимых пер­со­наль­ных компьютеров называется MS DOS (MicroSoft Disk Operation Sis­tem - дисковая операционная система, разработка фирмы Micro­soft). За вре­мя существования выпущено нес­колько версий и модификаций этой опе­рационной системы - MS DOS v1.0, MS DOS v3.0, MS DOS v3.3, MS DOS v5.0, MS DOS v5.5, MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22. Букву «v» (version - вер­сия) в названии программного продукта обычно опускают и пишут, например, MS DOS 6.22. Иногда какую-либо группу версий или модификаций одной и той же программы или операционной системы называют семейством и в обозначение версии вводят букву «х», которая заменяет несовпадающие цифры обозначений. Так, группа версий MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22 считается семейством MS DOS 6.x.

Общих правил обозначения модификации и версий не существует. Одна­ко в большинстве случаев появление новых модификаций отражают увеличением номера пос­ле десятичной точки. Так, MS DOS 6.0, MS DOS 6.2 и MS DOS 6.22 - раз­ные модификации, не очень значительно отличающиеся друг от друга. Появление новой вер­сии отмечают увеличением номера перед десятичной точкой. Например, MS DOS 3.0, MS DOS 5.0 и MS DOS 6.0 - различные версии одной и той опе­рационной системы, существенно отлича­ющиеся по своим возмож­но­стям. Как правило, все возмож­ности младших (пред­шествующих) версий дос­тупны их старшим (пос­ле­дующим) версиям. Обратите внимание! Бо­лее старшей считается версия, имею­щая больший номер, но по «воз­рас­ту» она, конечно, «моло­же». Кроме описанного выше номерного обозначения версий в последнее время достаточно часто используется указание в названии года выпуска продукта или буквенного обозначения. Например, у операционной системы Windows (windows - окно) к моменту написания пособия существовали версии Windows 95, Windows 98 и Windows ME (Millennium Edition - издание тысячелетия), которые были выпущены соответственно в 1995, 1998 и 2000 годах.

СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. В настоящее время в программном обеспечении принято выделять следующие груп­пы: сис­темное, инструментальное и прикладное программное обеспечение.

i

Системное программное обеспечение служит для обеспечения эффективной работы аппаратуры компьютера.

Программы этой группы автоматизируют подавляющее боль­шинство вспомогательной работы с аппаратными средствами, которую приходится выполнять при использовании всевозможных ком­­пьютерных технологий для обработки данных. К группе системных программ относятся опера­ционные системы, операционные оболочки, архиваторы, антивирусные про­­граммы и т.д. Разрабатываются, настраиваются и поддерживаются в ра­бо­­чем состоянии такие программы системными программистами . Они дол­­жны обладать высокой квалификацией, в де­талях знать аппаратные сред­­ства компьютера и способы работы с данными на машинном уровне. За­­метим, что обычному, рядовому пользователю приходится постоянно стал­­киваться с системными программами, но уже с точки зрения их эксплуатации, использования их возможностей для решения своих задач. С не­­которыми программами этой группы мы познакомимся в следующих гла­вах пособия.

i

Инструментальное программное обеспечение применяется для разработ­­ки всевозможных пакетов программ, применяемых в самых разных областях деятельно­­сти человека.

В группу инструментальных программ входят: трансляторыс различных алгоритмических языков, осуществляющие перевод текста программы на машинный язык; связывающие редакторы , позволяющие объединя­ть отдельные части программ в единое целое; отладчики , с помощью ко­­торых обнаруживаются и устраняются ошибки, допущенные при написа­­нии программы; интегрированные среды разработчиков , объединя­ю­щие указанные выше компоненты в единую, удобную для разработки про­грамм систему. Инструментальное программное обеспечение - это разновидность орудий труда для другой кате­гории специалистов, так называемых прикладных программистов . Прикладные программисты должны не только хорошо знать приемы и способы обработки данных и уметь разрабатывать програм­мы. Они должны хорошо ориентироваться или достаточно быстро ос­ва­и­ваться в различных конкретных областях применения информацион­ных технологий - в инженерных дисциплинах, математике, физике, изда­тель­­ском деле, бухгалтерии, медицине и т.д. Конечным пользователям стал­ки­­ваться с программами этой группы, как правило, не приходится. Однако они должны, хотя бы отдаленно, представлять себе ситуацию и при не­об­хо­­димости найти общий язык с профессиональным программистом для ре­­шения собственных задач обработки данных.

i

Прикладное программное обеспечение обеспечивает ре­ше­ние задач в различных конкретных областях применения компь­ю­тер­ных систем обработки данных.

Прикладное программное обеспечение является конечной целью деяте­ль­ности прикладных программистов и одновременно орудием труда ко­не­ч­ных пользователей. Напомним, что конечным пользователемсчи­та­ет­ся лицо, использующее вычислительную технику для получения нужной информации, для решения конкретной задачи в той или иной предмет­ной области или в каких–либо иных целях. При этом специалист в своей кон­кретной области деятельности не должен одновремен­но являться спе­ци­алистом в области средств обработки данных, он не должен уметь про­грам­мировать . Однако он должен знать основные способы и приемы ра­бо­ты с компьютером, назначение и основные возможности системных и, осо­бенно, прикладных программ в своей проблемной области.

i

Приклад­ная програм­ма, или при­ло­жение, - это программа, предназначенная для ре­ше­ния задачи или класса задач в конкретной области применения информационных технологий обработки данных. Конкретную область применения информационных технологий принято называть про­б­ле­мной областью .

Ниже перечислены некоторые основные разновидности прикладных программ.

* Всевозможные текстовые редакторы : Лексикон, Word, WordPerfect, Tex и многие другие. Текстовые редакторы используются для подготовки и изготовления раз­личного рода печатных документов - справок, отчетов, ведомостей, ста­тей. Наиболее мощные из текстовых редакторов в знак, так сказать, ува­же­ния к их возможностям иногда называюттекстовыми процессорами. Осо­быми разновиднос­тями текстовых редакторов являются издатель­ские системы , служащие для подготовки к тиражированию газет, жур­на­лов, рекламных буклетов, проспектов, книг. В качестве примеров издательских систем можно указать популярные системы PageMaker и Ven­­tura Publisher.

* Графические редакторы, с помощью которых разрабатываются разнообразные рисунки, чертежи, графики, диаграммы, иллюстрации, в том числе и трехмерные изображения. В качестве примеров графических редакторов можно ука­зать Paint, Corel Draw, PhotoShop, 3DStudioMAX.

* Электронные таблицы представляют собойэлектронный аналог обычных таблиц, с помощью которых осуществляется автоматическая обработка больших массивов текстовой и чис­ловой информации. Возьмем, например, задачу учета отработанного времени или вы­пол­ненных работ сот­руд­никами какого-либо подразделения. Исходные данные для решения этой задачи удобно оформлять в виде таблицы соответствующей структуры. В такой таблице можно отражать не только фак­тически выполненный объем работ. В нее можно вво­дить данные, связанные с различными коэффициентами слож­ности, участия, премирования, ква­лификационные разряды, должностные ок­лады, поразрядные ставки и т.д. Затем с помощью средств электронной таблицы можно автоматизировать расчет зарп­ла­т, премий, производить различного рода статистические подс­четы, фор­ми­ровать по данным, сосредоточенным в таблице, ведомости на зарплату, стат­истические отчеты, справки. Основное преимущество электронных таблиц в том, что при внесении любых корректировок в исходные данные таблицы мож­но произвести автоматический пересчет всего комплекса документов, под­готовленных на её базе. К электронным таблицам относятся такие ши­ро­ко распространенные программы, как Lotus, SuperCalc, Excel, Quattro Pro и ряд дру­гих. Электронные таблицы применяют в своей профессиональной дея­тель­ности руководители предприятий, уп­равленческие и плановые ра­бот­ни­ки разного уровня, бухгалтеры, социологи и т.д.

* Базы данных - программные системы, используемые для хранения све­дений об одном или нескольких объектах, ихсвойствах и взаимосвязях. Объекты, сведения о которых сосредотачиваются в базах данных, мо­гут быть одушевлёнными и неодушевленными предметами реального ми­ра, идеальными объектами, скажем, историческими событиями и т.д. Базы дан­ных могут хранить информацию о десятках и сотнях тысяч различных объек­тов. Основное преимущество использования баз дан­­ных - это бы­ст­ро­­та и эффективность выбора из них нужной информации. Причем время получения информации мало зависит от общего объёма сведений, хранящихся в ба­зе. Представьте только себе, сколько времени приходится тратить людям на поиск нужных сведений в традиционных словарях и справочниках, вы­пу­щенных на бумажном носителе, например, в телефонных справочниках, биб­лиографических каталогах, юридических справочниках (Гражданский, Уго­ловный кодекс) и т.д. Использование их электронных аналогов - баз дан­ных - позволяет до минимума сок­ратить время поиска. Мало того, базы дан­ных предоставляют возможность выбирать данные из их об­ще­го хранилища различным пользователям с различными запросами и кри­те­ри­ями поиска. Скажем, в библиографичес­кой базе данных можно ор­га­ни­зо­вать поиск всех произведений данного автора, всей литературы на дан­ную тему, произведений, в названии которых имеется заданное слово, а так­же по многим другим признакам. Для разработки баз данных, пер­вич­но­го заполнения информацией и поддержания данных в актуальном состоянии (то есть, со­от­вет­ству­ющем текущему, реальному состоянию предметной области) служат инструментальные па­кеты программ, называемые системами управления базами данных (СУБД). В настоящее время наибольшей популярностью пользуются СУБД Access, FoxPro, Paradox, Informix, Oracle и ряд других.

* Интегрированные системы объединяют в своем составе компонен­ты, аналогичные упомянутым выше специализированным пакетам, обес­печивая единый стиль взаимодействия со всеми составляющими па­ке­та, а также удобный и эффективный способ передачи информации меж­ду различными его компонентами. Напри­мер, можно с помощью элек­трон­­ной таблицы накопить массив числовых данных и передать этот мас­сив графическому редактору. С его помощью построить гра­фик, круго­вую, столбчатую или объёмную диаграмму и передать её в качестве ил­лю­стра­ции в текстовый редактор для подготовки аналитического отчета. Это го­раздо удобнее, чем пользоваться отдельными специализированными па­ке­тами. Однако надо помнить, что по своим функциональным воз­мож­но­стям отдельные компоненты интегрированных систем значительно ус­ту­па­ют своим специализированным аналогам.

Ярким примером интегрированных пакетов является Microsoft Office - один из лучших в мире офисных пакетов. В его состав входит мощный текстовый редактор MS Word, электронная таблица MS Excel, система управления базами данных MS Access, личный информационный менеджер Outlook, программа подготовки презентаций Power Point и некоторые другие компоненты. Все программы пакета имеют единый интерфейс и единый механизм обмена данными, поэтому документ можно создавать, используя несколько инструментов пакета.

* Системы документооборота различных предприятий и организаций, содержащие инструменты планирования и управления, автоматизации финансово-хозяйственной деятельности, учета выпускаемой продукции, подготовки различного рода отчетов, канцелярского документооборота, ведения деловой переписки и т.д. В качестве примеров можно указать пакеты отечественной разработки «СКАТ», «Парус», «Евфрат».

* Бухгалтерские программы позволяют существенно автоматизировать работу бухгалтерий самых различных предприятий и организаций. Самым популярным в нашей стране в настоящее время считается пакет «1С: Бухгалтерия», который обеспечивает выполнение всех видов бухгалтерских расчетов в комплексе.

* Корректоры - программы, обеспечивающие проверку правописания в любых тестах, документах, отчетах. Например, отечественные пакеты «ОРФО», «Пропись» содержат свыше ста тысяч слов и словосочетаний, а также практически все современные правила переноса, орфографии и пунктуации.

* Переводчики и электронные словари - программы, с помощью которых можно осуществлять автоматизированный перевод текстов с одного языка на другой. Например, пакет «Lingua Match Correspondent» обеспечивает ведение деловой переписки на шести языках. Популярными программами-переводчиками в настоящее время считаются пакеты «Stylus», «Socrat» и электронный словарь «МультилексПро», содержащий свыше двух миллионов русских и английских слов.

* Образовательные, обучающие программы и мультимедийные энциклопедии. Пакетыобразовательных программ обеспечивают индивидуальное обучение и проверку качества обучения по самым разным предметам: математике, иностранным языкам, химии, биологии. Имеется большое число дошкольных развивающих программ. В энциклопедиях представлены мир искусства, животный и растительный миры Земли, медицина и кулинария.

* Игровые и развлекательные пакеты представлены огромным числом различных игр для самых разных возрастов, а также музыкальными и видеозаписями.

Контрольные вопросы

Дайте определение понятию «программное обеспечение».

Каким образом можно узнать назначение, основные возможности и способы уп­рав­ления программами?

Что понимается под терминами software и hardware?

Что относится к ресурсам компьютера?

Дайте определение понятиям: «пакет программ», «программная система», «про­грам­мный продукт».

Каким образом распространяются пакеты программ?

Чем отличается модификация программы от её версии?

Дайте классификацию программного обеспечения.

Для чего нужно системное программное обеспечение? Назовите основные програм­мы, относящиеся к системному программному обеспечению.

Для чего используется инструментальное программное обеспечение? Назовите основные инстру­ментальные программы.

Дайте определение понятиям «прикладная программа» и «приложение».

Для чего используются текстовые и графические редакторы. Приведите приме­ры редакторов.

Для чего используются электронные таблицы?

Что такое базы данных? Приведите примеры баз данных.

Для чего нужны СУБД?

В чем основная особенность интегрированных систем?

Охарактеризуйте пакет Microsoft Office.

Опишите известные Вам пакеты прикладных программ.