Общие сведения

Современный компьютер - это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software). Компьютерной программой называется закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, алгоритм для исполнения компьютером, описанный или на языке машинных кодов, или на специальном языке программирования. Чтобы на компьютере можно было решать задачи необходимо программное обеспечение, структуру которого в соответствии с классификацией программ отражает схема, представленная на рис. 4.1.

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение является очень широким понятием, оно включает в себя системное программное обеспечение, которое отвечает за работоспособность компьютеров; прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач любой предметной области в виде пакетов прикладных программ (ППП); и инструментарий технологии программирования.

Системное программное обеспечение предназначено для функционирования самого компьютера как единого целого. Это, в первую очередь, операционная система, а также сервисные программы различного назначения - драйверы, утилиты и т. п. Сюда же относятся программы проведения диагностики и профилактики

Рис. 4.1. Структура программного обеспечения ПК

аппаратуры компьютера. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере.

Операционные системы - главная часть системного ПО. Это комплекс программ, управляющих всеми аппаратными компонентами компьютера, обеспечивая их целостное функционирование, а также предоставляющих пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера. В состав ОС входит большое количество утилит - программ вспомогательного назначения. Подробнее операционные системы будут рассмотрены далее.

Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например, позволяют ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так первые попавшие в нашу страну версии операционных систем ЭОБ, yindows и 08/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры. Для устранения этого недостатка были созданы специальные драйверы клавиатуры.

Драйверы обычно входят в комплект поставки ОС. В процессе установки операционной системы активизируются те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.

Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС.

Средства контроля и диагностики обеспечивают автоматическую проверку функционирования отдельных узлов ЭВМ, поиск ошибок в их работе.

Система программирования позволяет разрабатывать программы на языках программирования. Языками программирования называются формальные языки связи человека с ЭВМ, предназначенные для описания данных (информации) и алгоритмов (программ) их обработки на компьютере. Внутренний (машинный) язык любой ЭВМ - цифровой, слова в нем записываются в двоичных кодах, в виде последовательности нулей и единиц. Трансляторы и интерпретаторы - комплекс программ, обеспечивающий автоматический перевод с алгоритмических языков в машинные коды.

Прикладное программное обеспечение предназначено для непосредственного решения пользовательских задач. Прикладные программы в основном представлены пакетами прикладных программ (ППП) - комплексом взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.

Разработаны и используются сотни тысяч прикладных программ для различных применений. Условно их делят на четыре группы:

• пакеты программ текстовой обработки;
• табличные процессоры;
• пакеты программ графики;
• системы управления базами данных.

Такая классификация не является исчерпывающей, так как в одну группу могут входить программы, выполняющие весьма различающиеся задачи. Например, к пакетам текстовой обработки можно отнести как текстовые редакторы, так и издательские системы; к программам графики - графические редакторы и средства создания презентаций и т. д.

Рассмотрим подробнее наиболее часто применяемые пакеты.

Табличные процессоры выводят на экран промежуточную таблицу, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета по имеющимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют пересчитывать значения элементов таблицы по заданным формулам, строить различные графики, создавать собственные входные и выходные формы. Кроме того, имеется множество возможностей декоративного характера - включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу и т. д.

Издательские системы предназначены для подготовки рекламных буклетов, оформления газет, журналов и т. д. Основная их функция - верстка, т. е. размещение текста по страницам документа, вставка рисунков и т. д. Обычно тексты подготавливаемых документов набираются в редакторе, типа MS Word, а затем считываются издательской системой, где и выполняется их окончательное оформление.

Программы подготовки презентаций используются для оформления слайдов, в которые помещаются рисунки, надписи, диаграммы и т. д. эти программы организуют показ презентации с помощью компьютера (на мониторе большого размера или специальной демонстративной панели).

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах есть возможность рисования линий, кривых, раскройки областей экрана, создания надписей и т. д. В редакторах, ориентированных на обработку фотоизображений, можно обрабатывать изображения большого размера и имеются средства для настройки яркости и контрастности изображения или отдельных частей. Весьма популярны и редакторы объектной графики, работающие с изображением из различных объектов - букв, линий и т. д.

Программы для анимации позволяют создать двухмерное и трехмерное изображение движущейся модели объектов и, управляя ими и комбинируя их, получать несложные анимационные фильмы.

Программы для создания компьютерного видео позволяют при наличии соответствующего оборудования производить на компьютере монтаж видеофильмов, наложение титров, видеоэффектов и т. д.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухучета, подготовки финансовой отчетности, финансового анализа деятельности предприятий.

Персональные информационные менеджеры позволяют назначать разовые и повторяющиеся мероприятия, напоминать о делах, которые необходимо выполнять регулярно, и т. д.

Программы планирования позволяют составлять планы работ, требующие координации многих людей и ресурсов.

Программы распознавания символов позволяют вводить с помощью сканера напечатанные тексты, делая ненужным утомительный и трудоемкий ввод текстов с клавиатуры.

Программы-переводчики позволяют переводить тесты с русского языка на английский, немецкий, французский и обратно.

Программы-словари - это электронные версии обычных словарей с некоторыми дополнительными возможностями.

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

Отдельной частью прикладного программного обеспечения являются библиотеки стандартных программ. Их составляют часто используемые программы вычисления функций, решения уравнений, распространенных операций обработки данных (сортировка, нахождение максимального и минимального значений в массивах данных и т. д.).

Уникальное программное обеспечение - комплекс программ, предназначенных для выполнения специализированных программ пользователя, решающих уникальные пользовательские задачи. Кроме того, к уникальным можно отнести задачи создания и обработки базы данных для конкретного предприятия.

Страница 7 из 17

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т. д.

Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому относительно работы на компьютере часто используют термин программное обеспечение (ПО, software) , под которым понимают совокупность программ, процедур, правил и, касающихся функционирования программной системы для решения поставленной задачи.

Повышение производительности и качества труда пользователей при использовании программного обеспечения происходит за счёт автоматизации процедур расчётного и оформительского характера, реализуемых с помощью разнообразных средств программирования (алгоритмических языков, пакетов прикладных программ) и удобных средств ввода и вывода информации.

Программное обеспечение в настоящее время составляет сотни тысяч программ, которые предназначены для обработки самой разнообразной информации с самыми различными целями. В состав программного обеспечения включают программы и необходимые для их функционирования данные. Все программы состоят из совокупности операторов и данных, описанных на некотором языке программирования и создаются с помощью инструментальных программ. Программы хранятся в файлах либо в виде текста программы на определенном языке программирования, либо в виде исполняемой программы. В первом случае для выполнения программы ее необходимо наличие транслятора или соответствующей системы программирования, во втором случае для выполнения программы достаточно просто запустить ее.

Классификация программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.

Различают системное и прикладное ПО. Схематически программное обеспечение можно представить так:

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;

· 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.

Краткий обзор прикладного программного обеспечения

Рассмотрим наиболее часто встречающееся прикладное ПО.

Редакторы документов - это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Редакторы документов позволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы, автоматически переносят слова на новую строку, позволяют делать сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т.д. Представители редакторов документов - программы Microsoft Word , Wordpad .

Табличные процессоры. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по именующимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют вычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблицах различные графики и т.д. Представители семейства табличных процессоров Microsoft Excel , Quatro Pro .

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создание надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров. Представители графических редакторов - программы Adobe Photoshop , Corel Draw .

Правовые базы данных содержат тексты нормативных документов и предоставляют возможности справки, контекстного поиска, распечатки и т.д. Представители правовых баз данных - пакеты Гарант и Консультант+ .

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера. Среди систем малого и среднего класса в мире наиболее популярна система AutoCad фирмы AutoDesk . Отечественный пакет с аналогичными функциями - Компас .

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами - базами данных. Программные системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере массивы информации, обеспечивают ввод, поиск, сортировку выборку записей, составление отчетов и т.д. Представители данного класса программ - Microsoft Access , Clipper , Paradox .

Интегрированные системы сочетают в себе возможность системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работе с ними. Представители интегрированных систем - пакет Microsoft Office и его бесплатный аналог Open Office .

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за несовместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Наиболее распространены системы 1C: Предприятие и Инфо-бухгалтер .

Вспомогательные программы

Вспомогательные программы (утилиты) обычно предназначены не для решения конкретных пользовательских задач, а для обслуживания и повышения эффективности вычислительной системы. Кратко остановимся на основных видах вспомогательных программ.

Программы-архиваторы позволяют за счет применения специальных алгоритмов упаковки информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ-архиваторов очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее их хранить, предварительно сжав программами-архиваторами. Представители данных программ –WinRar и WinZip .

Программы для создания резервных копий информации позволяют периодически копировать важную информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дополнительные носители. Представители программ резервного копирования - APBackUp , Acronis True Image .

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусом. Представители антивирусного семейства программ - Kaspersky Antivirus , DrWeb , Norton Antivirus .

Коммуникационные программы предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов. Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения. Представители коммуникационных программ - Venta Fax , Cute FTP .

Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т. д.), проверить работоспособность устройств компьютера, оценить его производительность. Представители программ диагностики компьютеров - Sisoft Sandra , Norton System Information .

Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска и т.д., за счет чего уменьшается число перемещений головок диска (т.е. ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска. Представители программ для оптимизации дисков - Norton Disk Doctor , Microsoft Scandisk .

Программы для печати экрана бывают весьма полезны при использовании графических программ для вывода на печать содержимого экрана, так как отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы. Представители программ для печати экрана - SnagIt , HyperSnap-DX .

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 компьютера IBM 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.

Лекция_№ 3. Программное обеспечение вычислительной техники.

Информация, представленная в компьютерной форме (на машинном языке) и обрабатываемая на компьютере, называется данными.

Для того чтобы процессор компьютера «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Такой командой может быть, например, «сложить два числа» или «заменить один символ на другой».

Обычно для решения какой-либо задачи процессору требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.

Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных, называется программой.

Таким образом, для обработки данных на компьютере необходимо иметь не только аппаратное обеспечение компьютера, так называемое hardware, но и программное обеспечение , так называемое software.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

По назначению ПО разделяется на

· системное;

· прикладное;

· инструментальное.

Системное программное обеспечение обеспечивает взаимодействие человека, всех устройств и программ компьютера. Этот комплекс программ определяет на компьютере системную среду и правила работы в ней. Чем более совершенно системное программное обеспечение, тем комфортнее мы чувствуем себя в системной среде.

Системное программное обеспечение используется для обеспечения работы компьютера самого по себе и выполнения прикладных программ.

Самой важной системной программой является операционная система, которая обычно хранится жестком диске. При включении компьютера ее основная часть переписывается с жесткою диска во внутреннюю память и там находится на протяжении всего сеанса работы компьютера.

Прикладное программное обеспечение (прикладное ПО, прикладные программы) - программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем.

Наибольшей популярностью пользуются следующие группы прикладного программного обеспечения:

· текстовые редакторы;

· графические редакторы;

· электронные таблицы;

· браузеры;

· системы автоматизированного перевода...

Для создания прикладного ПО широко используются такие языки, как Basic, Pascal, C++, Delphi и др.

Как мы видим, одни программы взаимодействуют, в основном, с устройствами компьютера, другие служат для удовлетворения потребностей пользователя... Требования к программам, предназначенным для работы с устройствами, существенно отличаются от требований к программам, предназначенным для работы с людьми. Значит программное обеспечение можно разделить на несколько уровней. Общий принцип такой: чем ниже уровень программ, тем больше они работают с устройствами и меньше с человеком. Этот принцип соблюдается во всей компьютерной технике от отдельного ПК до всемирной компьютерной сети Интернет.

Программы самого низкого уровня работают только с устройствами. Программы промежуточных уровней работают с программами нижнего уровня и программами верхних уровней. Человек имеет к ним ограниченный доступ. Программы верхних уровней работают с человеком и программами нижележащих уровней.

https://pandia.ru/text/78/388/images/image002_38.jpg" alt="http://www.klyaksa.net/htm/exam/exam2007/exam_9_2007/exam9_2007_html_2be18a98.png" align="left" width="53" height="42 src=">Системные программы. Системные программы предназначены для работы со всеми устройствами компьютера. Они принадлежат к промежуточному уровню. Снизу системные программы управляют работой устройств и используют программы нижнего уровня, а сверху отвечают на запросы программ более высоких уровней. Те системные программы, которые непосредственно управляют устройствами, еще называют драйверами устройств. Люди работают с программами этого уровня только в тех сравнительно редких случаях, когда требуется настроить оборудование.

https://pandia.ru/text/78/388/images/image004_20.jpg" alt="http://www.klyaksa.net/htm/exam/exam2007/exam_9_2007/exam9_2007_html_7c6d32b6.png" align="left" width="42" height="51 src=">Прикладные программы. Уровень прикладных программ - самый верхний. Здесь находятся программы, обслуживающие человека и удовлетворяющие его потребности. С их помощью выполняется набор и редактирование текстов, создание чертежей и иллюстраций, коммуникация между людьми, воспроизведение музыки и видео, а также многое другое. Сверху программы прикладного уровня общаются с человеком, а снизу - с программами нижележащих уровней. Прямого доступа к устройствам программы прикладного уровня, как правило, не имеют.

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.