Представление информационного процесса в форме алгоритма позволяет получить его автоматическое исполнение различным техническим устройствам, среди которых особое место занимает компьютер. При этом говорят, что компьютер исполняет программу (последовательность команд), реализующую алгоритм. Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

Персональный компьютер не может работать без программного обеспечения. Для его работы необходим комплекс различных программ. Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера.

В зависимости от назначения программное обеспечение ПК можно разделить на три группы:

· системное обеспечение;

· системы программирования;

· прикладное программное обеспечение.

А) Системное обеспечение ПК состоит из операционных систем и средств контроля и диагностики.

Операционная система (ОС) – это совокупность про­грамм, обеспечивающих управление процессом обработ­ки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем. Операционная система – программа, которая загружается при включении компь­ютера. Она осуществляет диалог с пользователем, управ­ление компьютером, его ресурсами, запускает другие программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера. Сейчас большинство компьютеров работают под управлением операционной системы Windows фирмы Мiсrоsоft. Можно спорить о ее достоинствах и недостатках, но нельзя не отметить тот факт, что большинство программ написано именно под нее. Использование других операционных систем приводит к проблеме поиска тех программ, которые понадобятся в повседневной работе. Кроме того, среди всех ОС нужно выделить класс UNIX-систем. Это, прежде всего Linux, FreeBSD,Solaris. Они устанавливаются в первую очередь на серверах, так как обладают большими возможностями управления компьютером и занимают небольшие ресурсы. Но в отличие от Windows-систем их администрирование доступно лишь профессионалам или очень грамотным пользователям, что существенно снижает область их применения.

Драйверы. Важным классом системных программ являются программы-драйверы. Они расширяют возможности Windows по управлению устройствами ввода-вывода компьютера (клавиатурой, жестким диском, мышью и т.д.). С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

К системным программам можно также отнести большое количество утилит , т.е. программ вспомогательного назначения:

- Программы-архиваторы (упаковщики) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера. Существует много программ архиваторов, имеющих различные показатели по степени и времени сжатия, эти показатели могут быть разными для различных файлов (текстовых, графических, исполняемых и т.д.), т.е. один архиватор хорошо сжимает текстовый файл, а другой – исполняемый. Среди самых известных и часто используемых программ выделяются следующие: ARJ, PKZIP, RAR, LНA, НА и др.

- Антивирусные программы. Компьютерный вирус – это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может «приписывать» себя к другим программам («заражать» их), а также выполнять различные действия на компьютере.

Для эффективной борьбы с многочисленными вирусами создаются антивирусные программы:

· программы-детекторы обнаруживают файлы, зараженные вирусом;

· программы-доктора, или фаги, «лечат» программы, восстанавливая их первоначальный вид и удаляя при этом из них вирус;

· программы-фильтры перехватывают обращения вирусов к операционной системе, используемых для размножения и нанесения вреда, и сообщают о них пользователю.

К наиболее известным антивирусным программам относятся периодически обновляемые и дополняемые программы AIDSTEST и DRWEB.

- Программы-КЭШи для диска убыстряют доступ к информации на диске путем организации в оперативной памяти кэш-буферов, содержащих наиболее часто используемые участки диска. Чаще всего для КЭШа используется дополнительная или расширенная память компьютера.

Б). Системы программирования включают в себя языки программирования и трансляторы и позволяют разрабатывать как системное, так и прикладное программное обеспечение. Современные системы программирования для ПК обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки программ. В них входят:

– компилятор, преобразующий программу на языке программирования в программу в машинных кодах; или интерпретатор, непосредственно выполняющий программу на языке программирования высокого уровня;

– библиотеки программ, содержащие заранее подготовленные программы, которыми могут пользоваться программисты;

– различные вспомогательные программы.

Системы программирования различаются по тому, какой язык программирования они реализуют.

Языки программирования – это специально созданные языки для описания алгоритмов обработки данных на ЭВМ. В настоящее время их насчитывается несколько сотен. На языках программирования разрабатываются программы для ПК. В пору раннего развития компьютерных технологий особой популярностью пользовался язык программирования Фортран – специальный язык для программирования машинных инструкций, он использовался в основном на больших ЭВМ. С развити­ем эры ПК популярность перешла к языкам Бейсик и Паскаль. Они представляли собой компромисс между мощностью и доступностью, благодаря чему многие профессионалы начинали с написания программ именно на этих языках. Но в основном профессионалы работают на языке Си (или его объектно ориентированном подвиде Си++). Его возможности настолько велики, что позволя­ют писать как программы для печати бухгалтерских расчетов, так и драйверы для операционных систем.

Программа – это совокупность команд, записанных в соответствии с принятым синтаксисом и управляющих действиями компьютера. Для того, чтобы программа могла быть исполнена компьютером, исходный модуль программы, написанной на языке программирования, необходимо перевести в совокупность машинных команд или в объектный модуль. Роль такого переводчика выполняют трансляторы.

Транслятор – это переводчик с языка программирования на язык ЭВМ, т.е. в команды, состоящие из машинных кодов. Различают основные виды трансляторов: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды с одновременным их исполнением. Достоинством интерпретатора является возможность организации работы в режиме диалога «пользователь – компьютер». Недостаток состоит в низкой скорости выполнения программы.

Компилятор – транслятор, который переводит всю программу целиком в машинные коды без ее выполнения. В результате работы компилятора создается отдельный модуль, еще не готовый к выполнению. Для выполнения программы необходимо создать загрузочный (выполняемый) модуль, который может включать несколько объектных модулей, необходимых для выполнения программы.

В). Прикладное программное обеспечение – совокупность программ различного назначения для автоматизации обработки различного рода информации и выполнения расчетов в различных сферах деятельности человека.

Прикладные программы – специальные программы, которые разрабатываются для конкретных пользователей или самими пользователями для решения определенного круга задач. Использование прикладных программ другими пользователями ограничено.

Специализированные пакеты прикладных программ – программы для решения определенного класса задач, конкретной предметной области, которые предназначены для обеспечения потребностей большого числа пользователей. Например, текстовые редакторы (Лексикон, Word), электронные таблицы (SuperCalc, Excel), Базы данных (dBase, Access) и др.

Интегрированные прикладные системы – комплексные пакеты прикладных программ, обладающие универсальными возможностями по обработке информации и включающими в себя: текстовые процессоры, системы управления базами данных, табличные процессоры и средства деловой графики. Например, Works, Microsoft Office и др. Подобные системы повышают производительность труда и облегчают работу Бухгалтерам, экономистам, бизнесменам, научным сотрудникам, секретарям и др.

Программы для корпоративного пользования можно разделить на несколько групп, не зависящих функционально друг от друга, но применяющихся для одной цели – обеспечение работоспособности отдельно взятой организации (хотя некоторые применяются и в домашних условиях). К ним относятся программные продукты автоматизации предприятия, офисные программы для делопроизводства, программы автоматизации бухгалтерии и документооборота, программы-переводчики. Наиболее известными программами в этой области являются программы пакета Microsoft Office.

Программы для дизайна применяются при построении графических объектов. К ним можно отнести такие программы, как Adobe Photoshop, Adobe Illustrator и др. Данные программные продукты позволяют пользователю компьютера создавать различные плоские и трехмерные рисунки, а также обрабатывать фотографии и отсканированные изображения в режиме реального времени и при этом видеть каждый этап работы.

Коммуникационные программы позволяют использовать ресурсы Интернета, дают возможность общения с другими пользователями на уровне текстовых сообщений, аудио- и видеосигнала. Эти программы можно делить на несколько подвидов.

1) Браузеры – программы, которые отражают содержание ресурсов в компьютерных сетях, могут быть построены на технологии НTML, FTP или Telnet. Наиболее известны Мiсrоsоft Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera.

2) Почтовые программы применяются для пересылки текстовых сообщений (писем) и любых файлов пользователями компьютерных сетей. Например, программы Microsoft Oиtlook Express, The Bat!, Eиdora.

Коммуникационные программы позволяют пользователям общаться посредством текстовых сообщений (ISQ, AOL Instant Messenger, Yahoo! Pager), потокового аудио (Microsoft Net Meeting) или потокового видео (Quick Movie).

Служебные программы помогают следить за состоянием «здоровья» компьютера (Reestr Cleaner), вести дела (Display Notes), менять текущий язык на компьютере (Snoop!), отслеживать трафик Интернет-соединений (NetStat) и правильность перекачки файлов из Интернета (ReGet).

Мультимедийные программы сочетают в себе наличие видеофрагментов и звука, статических картинок и гипертекста. Эти программы применяются для создания компьютерных собраний коллекций музыкальных про­изведений, музеев искусств, видеофильмов, обучающих программ.

Самым распространенным классом мультимедийных программ являются компьютерные игры – сетевые и несетевые.

Также существуют обучающие интерактивные мультфильмы, видеофильмы, развивающие игры, обучающие тренажеры для детей и взрослых.

Тема 2.1. Структура программного обеспечения ПК

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Тема 2.1. Структура программного обеспечения ПК
Рубрика (тематическая категория)	Компьютеры

В 60-е годы началась выработка языков программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. Сегодня с появлением систем визуального программирования Visual Basic, Delfi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователœей компьютера. В течение нескольких десятилетий создавались программы, необходимые для обработки различных данных. Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для обработки данных на компьютере крайне важно иметь не только аппаратное обеспечение компьютера, так называемое hardware, но и программное обеспечение, так называемое software .

Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом . 1.После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память.

2.Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их. 3.Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память. 4.В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации и пересылать данные на устройства вывода информации.

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 .

Уровни программной конфигурации ПК . Программная конфигурация ПК многоуровневая. Это связано с тем, что требования к программам, предназначенным для работы с устройствами, существенно отличаются от требований к программам, предназначенным для работы с людьми. Общий принцип такой: чем ниже уровень программ, тем больше они работают с устройствами и меньше с человеком. Этот принцип соблюдается во всœей компьютерной технике от отдельного ПК до всœемирной 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 нижелœежащих уровней.

Рис.5 Уровни программной конфигурации ПК

Базовая система ввода-вывода. На самом нижнем уровне находятся программы базовой системы ввода-вывода (BIOS). Их код жестко записан в одной из микросхем компьютера. В момент включения компьютера эти программы выполняют проверку оборудования и обеспечивают простейшее взаимодействие с клавиатурой и монитором - клавиатура способна реагировать на нажатие некоторых клавиш, а на мониторе отображается информация о ходе запуска компьютера. Взаимодействие с человеком у программ этого уровня крайне ограниченно и возможно только в первые секунды после запуска компьютера.

Системные программы. Системные программы предназначены для работы со всœеми устройствами компьютера. Οʜᴎ 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.

Служебные программы. Это следующий уровень, программы которого предназначены для обслуживания компьютера, проверки его устройств, а также для настройки устройств и программ. Снизу эти программы общаются с программами нижних уровней, а сверху передают данные программам верхнего уровня по их запросу. Степень взаимодействия с человеком определяется крайне важно стью. К примеру, мастера по наладке и настройке оборудования активно работают со служебными программами. Обычные пользователи используют их сравнительно редко.

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 нижелœежащих уровней. Прямого доступа к устройствам программы прикладного уровня, как правило, не имеют.

Рис.6 Структура программного обеспечения ПК

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:

1. Системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, к примеру создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

К системному ПО относятся:

Операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

Программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, к примеру, Norton Commander)

Операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.

Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)

Утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)

2. Прикладное ПО , обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

Пакеты прикладных программ - ϶ᴛᴏ система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телœекоммуникационные средства.

К прикладному ПО, к примеру, относятся:

Комплект офисных приложений MS OFFICE

Бухгалтерские системы

Финансовые аналитические системы

Интегрированные пакеты делопроизводства

CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)

Редакторы HTML или Web – редакторы

Браузеры – средства просмотра Web - страниц

Графические редакторы

3. Инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:

1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.

2. Компилятор или интерпретатор.
Размещено на реф.рф
Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем нужно объединить в одно целое.

3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код .

Исполнимый код - ϶ᴛᴏ законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ.

4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.

Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования

Borland C++ Builder - ϶ᴛᴏ отличное средство для разработки DOS и Windows приложений

Microsoft Visual Basic - ϶ᴛᴏ популярный инструмент для создания Windows-программ

Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows.

Тема 2.1. Структура программного обеспечения ПК - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Тема 2.1. Структура программного обеспечения ПК" 2017, 2018.

Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:

Системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

Прикладное ПО , обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

Инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

Структура программного обеспечения

Системное ПО

Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.

Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.

К системному ПО относятся:

операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

программы - оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)

операционные оболочки - интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.

Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)

утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)

К утилитам относятся:

Диспетчеры файлов или файловые менеджеры

Средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)

Средства просмотра и воспроизведения

Средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и Проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков

Средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации Обмена информацией между компьютерами

Средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.

Прикладное ПО

Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО - программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.

Пакеты прикладных программ - это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно - ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.

К прикладному ПО, к примеру, относятся:

Комплект офисных приложений MS OFFICE

Бухгалтерские системы

Финансовые аналитические системы

Интегрированные пакеты делопроизводства

CAD - системы (системы автоматизированного проектирования)

Редакторы HTML или Web - редакторы

Браузеры - средства просмотра Web - страниц

Графические редакторы

Экспертные системы…

Инструментальное ПО

Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты :

• 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
• 2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
• 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение - исполнимый код.

Исполнимый код - это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ.

4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.

Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования: программный обеспечение компьютер драйвер

Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования

Borland C++ Builder - это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений

Microsoft Visual Basic - это популярный инструмент для создания Windows-программ

Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows

Тема 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Для адекватного исполь­зования компьютера (обработки информации ) необходимо знать назначе­ние и свойства нужных при работе с ним про­грамм. Совокупность про­грамм и со­провождающей их до­кументации (ис­пользуемой при эксплуатации этих программ ), назы­вается программным обес­печением (ПО). Программное обеспечение является не­отъемлемой ча­стью любой вычислительной системы и делится (по назна­чению ) на три кате­го­рии: системное про­грамм­ное обеспе­чение (необходи­мое для управления компь­юте­ром, для созда­ния и под­держки выполнения других про­грамм поль­зователя, для предос­тавления пользо­вателю набора всевоз­можных услуг ), системы программирования или инстру­мен­тальные системы (обеспечи­вающие соз­дание новых про­грамм для компь­юте­ров ) и прикладное про­граммное обеспе­че­ние (непо­средственно обеспе­чи­ваю­щее вы­полнение необ­ходимых пользова­телю ра­бот ).

Структура программного обеспечения

Системное программное обеспечение включает комплекс программ, управ­ляю­щих работой аппаратной части компьюте­ров и ком­пьютерных сетей (как пра­вило, эти программы не решают конкретных за­дач пользователя, но создают усло­вия для их решения ). Системное ПО направлено:

· на обеспечение устойчивой работы компьютера и вычислительной сети;

· на создание условий для нормальной работы прикладных про­грамм;

· на выполнение вспомогательных операций;

· на диагностику аппаратной части компьюте­ра и вычислительной сети;

Все множество системных программ можно разделить на две большие группы: базовое ПО и сервисные системы . Базовое программное обеспе­че­ние - это мини­мальный набор про­граммных средств, обеспечивающих ра­боту компьютера.

Базовый подкласс ПО включает:

· операционные системы(ОС) - комплекс программ, управляющих про­цес­сом вы­пол­нения прикладных программ, планированием и управлением вычис­литель­ными ресур­сами ПК (ОС берет на себя выполне­ние таких операций, как кон­троль работоспо­собности оборудова­ния ПК; выпол­не­ние проце­дуры на­чальной за­грузки; управле­ние работой всех уст­ройств ПК; управле­ние фай­ловой систе­мой; взаимодействие пользователя с ПК; за­грузка и выполне­ние при­клад­ных про­грамм; распределение ресурсов ПК - опе­ративной памяти, процессорного вре­мени и пери­ферийных уст­ройств между при­кладными програм­мами ).

· операционные оболочки - специальные программы, предна­значенные для об­легчения общения пользователя с командами операционной сис­темы, имею­щие тексто­вый и графический варианты интерфейса конечного поль­зователя (про­граммы-оболочки обеспе­чивают удоб­ный и наглядный спо­соб общения с компь­ютером, позво­ляют на­глядно отображать содер­жимое каталогов на дисках, удобно копировать, пе­ре­име­новывать, пе­ре­сылать и удалять файлы и др. ).

· сетевые операционные системы - комплекс программ, обес­печивающих обра­ботку, передачу и хранение данных в сети.

До недавнего времени на большинстве ПК была установлена операци­онная сис­тема MS DOS , которая была создана в 1981 г. фир­мой Microsoft (заметим, что она не была ори­гинальной разработкой самой Microsoft - ком­пания Билла Гейтса лишь дорабо­тала «операци­онку» под названием QDOS, созданную другой компанией ). До появления Windows дисковая операцион­ная система MS DOS была самой популярной и массовой в применении. В ее среде создано целое поколение программного продукта. На основе MS DOS в процессе развития компьютерных технологий появился Windows (с 1996 г. MS DOS включена в состав операционной среды Windows 95 ). Основные компоненты ОС, развитые в среде MS DOS, являются классикой, и орга­нично включены в Windows на новом этапе раз­вития программного обеспе­чения в целом и его сердцевины - операционных систем.

MS DOS 16-разрядная однозадачная операционная сис­тема, обладающая «интер­фейсом ко­манд­ной строки», компактна, предъяв­ляет скром­ные требо­ва­ния к аппаратуре и вы­полняет необ­ходимый мини­мум функций для поль­зователей и программ. Основ­ные недос­татки DOS:

· главным ее уяз­вимым ме­стом является работа с ограниченной оператив­ной памятью (в эпоху созда­ния MS-DOS оперативная па­мять большин­ства компьюте­ров не превышала 256 ки­лобайт. DOS мог­ла работать с 640 ки­лобай­тами ОП, и Билл Гейтс ут­верждал, что никому и никогда не понадо­бится больший объем, но время шло и появились программы, ко­то­рым требовался для работы больший объем опера­тив­ной памяти и при­ходи­лось ис­пользовать специальные про­граммы - ме­неджеры памяти, но и они не ре­шали проблему );

· вторым недос­татком DOS была не­возможность работы в полно­ценном гра­фическом ре­жиме (хотя то­гдашние ком­пь­ютеры уже могли бы обеспе­чить его под­держку );

· третьим недостат­ком MS-DOS была однозадачность.

Операционные системы се­мейства DOS, несмотря на свою про­стоту и экономичность, мо­рально устарели, и на смену им пришли опе­рацион­ные системы нового поко­ления. К числу таких ОС относятся операционные сис­темы се­мейства Windows , операци­онные системы семейства Unix и др.

Сервисные системы - предназначены для обслуживания компьютера (расши­ряют возможности базового ПО ). По функциональному признаку среди сервисного ПО можно выделить:

· программы обслуживания дисков (обеспечивающие про­верку качества по­верхно­сти диска, контроль сохранности файлов, сжатие дисков, созда­ние страхо­вых копий, резервирование данных на внеш­них носителях и др. );

· антивирусные программы (обеспечивающие защиту компь­ютера, обнаруже­ние и восстановление зараженных файлов );

· программы архивирования данных (обеспечивают процесс сжатия ин­форма­ции в файлах с целью уменьше­ния объема памяти для ее хранения );

· программы обслуживания сети.

· программы диагностики работоспособности компьютера;

Программы, служащие для выполнения вспомогательных операций об­работки дан­ных или обслуживания компьютеров (ди­агностики, тестирова­ния, оп­тимизации использования дискового пространства, вос­ста­нов­ле­ния разрушенной на магнит­ном диске информации и т.д. ), назы­вают утили­тами.

Системы программирования или инструментальные системы - это про­грамм­ные продукты, поддержки технологии программирования. В рамках этого на­правле­ния существуют средства для создания приложений, вклю­чающие:

· локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созда­нию программ;

· интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие вы­полне­ние комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ.

Локальные средства разработки про­грамм включают языки и системы про­грам­мирования, а также инструментальную среду пользователя. Сущест­вуют ма­шинные языки программирования (воспринимаемые аппаратной ча­стью компью­тера ма­шин­ные коды ), машинно-ориентированные языки (языки программирова­ния, кото­рые отражают структуру конкретного типа компью­тера – ассемб­леры ), алго­ритмические (универсальные ) языки, не зависящие от архитектуры компьютера, напри­мер, Фор­тран (Fortran ), Ко­бол (Cobol ), Алгол (Algol ), Пас­каль (Pascal ), Бейсик (Basic ), Си (C ), Си++ (C++ ) и др.; процедурно-ориентированные языки (где име­ется возмож­ность описания про­граммы как совокупности процедур – подпро­граммы ), про­блемно-ориен­тированные языки (предназначенные для решения задач оп­реде­ленного класса ), интегрирован­ные системы программирования. Заметим, что класси­фикация языков программирования не закреплена ГОСТами (в учебных це­лях обычно проводится их классификация по различным призна­кам ). Про­грамма, подго­товленная на языке программи­рования, проходит этап трансля­ции, отладки и тести­рования.

Основное назначение инструментария интегрированных программных сред – повы­шение производительности труда программистов, автоматиза­ция создания про­грамм, обеспечивающих интерфейс пользователя графиче­ского типа и др.

Кроме того, существуют средства для создания сложных информацион­ных сис­тем (CASE – технология ). Проектирование информационных систем представ­ляет собой трудоемкую и дли­тельную работу, требующую высокой ква­лификации участ­вующих в ней специалистов. В недале­ком прошлом про­ектирование нередко выпол­нялось на интуитивном уровне неформализован­ными методами, включаю­щими в себя элементы искусства, практический опыт, экспертные оценки и дорого­стоящие экспериментальные проверки ка­чества функционирования. В начале 70-х гг. в США был отмечен кризис про­граммирования (software crisis ). Это выра­жалось в том, что боль­шие проекты стали выполняться с отставанием от гра­фика или с превышением сметы рас­хо­дов, разработанный продукт не обладал тре­буемыми функцио­нальными возможностями, произ­водительность его была низка, ка­чество получаемого про­граммного обеспечения не устраивало потре­бителей. Потребность кон­тролировать процесс разработки ПО, прогнози­ровать и гаран­тировать стои­мость разработки, сроки и качество ре­зультатов привела к необ­ходимости пере­хода от кус­тарных к индустриальным способам создания ПО и по­явле­нию совокупности инже­нерных методов и средств создания ПО, объеди­нен­ных общим названием «программная инжене­рия» (software engineering ). В основе про­граммной инженерии лежит сле­дующая идея: проектиро­вание ПО является фор­мальным процессом, который можно изучать и совершенство­вать. К концу 80-х гг. было проведено много исследований в области про­грамми­рования (разработка и внедрение языков высокого уровня, мето­дов струк­турного и модульного програм­мирования, языков проектирова­ния и средств их под­держки, формальных и нефор­мальных языков описания сис­темных требований и спецификаций и т. д. ). Термин CASE (Computer Aided Software Engineering ) имеет весьма широкое толкование. Первоначально зна­чение термина CASE ограни­чива­лось вопросами автоматизации раз­работки только лишь программного обеспече­ния, а в на­стоящее вре­мя оно при­обрело новый смысл и охватывает про­цесс разра­ботки сложных инфор­мационных систем в целом. CASE-технология представляет собой совокупность методов про­ектирования информационных сис­тем, а также набор инструментальных средств, позво­ляющих в наглядной форме моделировать предметную об­ласть, ана­лизиро­вать эту модель на всех ста­диях раз­работки и со­провожде­ния, разрабатывать приложения в соответствии с информаци­он­ны­ми потреб­ностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств осно­вано на методах структурного или объектно-ори­ентированного анализа и проек­тирования, использую­щих специфи­кации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требова­ний, свя­зей между моделями системы, дина­мики поведе­ния сис­темы и архитектуры про­граммных средств.

Прикладные программы - предназна­чены для реше­ния прикладных задач пользо­вателя (обеспечивает выполнение необходи­мых пользова­телю за­дач на ком­пью­тере ). Условно (по их назначению ) можно выделить следую­щие под­классы:

· программы обработки текстов;

· графические редакторы;

· программы обработки фото- и видеоизображений;

· программы подготовки презентаций;

· электронные таблицы;

· системы управления базами данных;

· программы эко­номического и статистического анализа;

· сис­темы автомати­зированного проектирования (САПР);

· информационно-поисковые системы;

· сетевое программное обеспечение (программы для работы с электронной почтой, доступ к ви­деоконференциям, браузеры Интернет и т.д. );

· игровые программы.

Прикладное программное обеспе­че­ние состоит из пакетов прикладных про­грамм (ППП) и прикладных про­грамм пользователя.

В настоящее время значительное место в при­кладном ПО занимают па­кеты при­кладных программ, которые по сфере примене­ния делятся на про­блемно-ори­енти­рованные пакеты (направлены на решение узкого круга за­дач ), па­кеты об­щего на­значения (предназна­чены для ре­шения типовых за­дач обра­ботки данных ) и интег­рированные па­кеты (обла­стью их приме­нения является в основном экономи­ческая сфера; они, как правило, содер­жат: табличный про­цессор, текстовый ре­дактор, сис­тему управле­ния ба­зами дан­ных, гра­фический редактор, коммуникаци­онные средства ). При­кладные про­граммы создаются в составе конкрет­ной вычис­лительной среды (их раз­ра­ботка осуще­ствляются обычно инди­видуально в соответ­ст­вии с соглашением ППП или ОС, в рамках кото­рых они применя­ются ).

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

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

Рис. 2.3. Структура системного программного обеспечения

В базовое программное обеспечение входят:

· операционная система;

· операционные оболочки (обычно текстовые и графические);

· сетевая операционная система.

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

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

· управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);

· функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;

· наличие компрессии диска;

· возможность архивирования файлов;

· поддержка многозадачного режима работы;

· поддержка сетевого программного обеспечения;

· наличие качественной документации;

· условия и сложность процесса инсталляции;

· мобильность (переносимость), безопасность, надежность и др.

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

Сетевые операционные системы – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, аудиои видеоконференции, распределенные вычисления, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей (см. часть 1, раздел 4).

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

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

· программы диагностики работоспособности компьютера;

· антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;

· программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;

· программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;

· программы обслуживания сети.

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

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