Каковы основные тенденции в разработке ЭВМ 5–­го поколения?

Опишите принцип действия лазерных принтеров.

Что такое материнская плата? Какие компоненты ПК на ней находятся?

Какие программы входят в состав BIOS?

Какие функции в компьютере выполняет оперативное запоминающее устройство?

Какие основные параметры процессора? Что характеризует тактовая частота и в каких единицах она измеряется?

В чем смысл магистрально – модульного принципа построения архитектуры ПК?

Какие типы шин существуют в компьютере и для чего они предназначены?

Какая элементная база была основой создания ЭВМ третьего поколения?

Какие принципы построения ЭВМ разработал Джон фон Нейман?

В чем состоит вклад Ч. Бэббиджа в развитие средств вычислительной техники?

ГЛАВА 3

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: программа, системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение, файл, папка, операции с файлами, файловая система, ОС Windows XP, главное меню, стандартные программы, ярлык, Рабочий стол, окна, панель управления, программа Проводник, Корзина, форматирование, поисковая система, пакет Microsoft Office, компьютерное пиратство, лицензионное соглашение.

Эффективное использование новейших информационных технологий зависит от грамотного и правильного выбора не только компьютера соответствующей конфигурации, но и программ, обеспечивающих обработку компьютерной информации.

Выбор соответствующего программного обеспечения зависит от вида обрабатываемой информации, форм ее представления, производимых операций, форм вывода информации и т. д. Это предполагает знание состояния современного программного обеспечения (ПО).

Программа – это набор операторов, который в виде единого целого используется для управления работой компьютера. Любая программа находится в памяти компьютера и активизируется при извлечении ее из памяти в виде последовательности команд.

Под программным обеспечением понимается совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники. В зависимости от функций, выполняемых ПО, его можно разделить на виды (рис. 3.1).

Важное место в ПО занимает системное программное обеспечение (СПО). Термин System Software означает программы и комплексы программ, являющиеся общими для всех пользователей и применяемые как для автоматизации создания новых программ, так и для обеспечения реализации уже существующих.

Соответствующая операционная среда может быть организована в ОС в виде отдельной виртуальной машины. К классу системного программного обеспечения относят и эмуляторы, позволяющие смоделировать в ОС другую ОС. Ряд ОС могут реализовывать программы, созданные для других ОС.

Ядром любой СПО являются ОС, поэтому они более подробно будут рассмотрены далее.

Системы программирования в большинстве своем предназначены для создания новых программ. К этим системам обычно относят языки программирования, которые, как правило, предназначены для профессиональных программистов. Любая система программирования работает только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако она может позволить разрабатывать программы и под другие ОС. В последнее время появились мощные системы программирования на языках Java, Delphi, СИ++, Visual Basic.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения – утилиты (лат. utilitas – польза).

Утилитами называют специальные системные программы, с помощью которых можно обслуживать как саму ОС, так и программы, связанные с обслуживанием вычислительной системы. Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности ОС, либо решают самостоятельные задачи.

Различают следующие разновидности утилит:

— программы контроля ,тестирования и диагностики , которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации и указания причин и места неисправности;

— программы – драйверы , которые расширяют возможности ОС по управлению устройствами ввода – вывода, оперативной памятью и т.д. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;

— программы – упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

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

— программы оптимизации и контроля качества дискового пространства ;

— программы восстановления информации, форматирования, защиты данных ;

— коммуникационные программы , организующие обмен информацией между компьютерами при их объединении в компьютерные сети;

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

— программы для записи CD – ROM, CD – RW, DVD и многие другие.

Часть утилит входит в состав ОС, а другие функционируют автономно.

Системы управления файлами предназначены для удобного доступа к данным, сохраняемым в памяти компьютера в виде файлов.

Файл – это именованный набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными и создаются системы управления файлами. Как правило, все современные ОС имеют системы управления файлами. Имеются ОС, обеспечивающие работу с несколькими файловыми системами. Некоторые простейшие ОС могут работать и без файловых систем.

По способам именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя. До появле­ния ОС Windows 95 общепринятым способом именования файлов было Соглашение 8.3. Согласно этому соглашению, принятому в MS – DOS, имя файла состояло из двух частей: собственно имени и расширения. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение – 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно – цифровые символы латинского алфавита.

Основным недостатком «коротких» имен является их низкая содержательность. Далеко не всегда удается выразить несколькими символами характеристику файла, поэтому с появлением ОС Windows 95 было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Прописные и строчные буквы не различаются ОС, однако символы разных регистров отображаются ОС. Расширением имени счи­таются все символы, идущие после последней точки, например:

В современных ОС любое расшире­ние имени файла может нести информацию для ОС. В ОС Windows имеются средства для регистрации свойств типов файлов по расширению их имени. Поэтому во многих случаях выбор расшире­ния имени файла не является частным делом пользователя. Приложения этих систем предлагают выбрать только основную часть имени и указать тип файла, а соответствующее расширение имени записывается автоматически:

— .xls – электронная таблица MS Excel;

— .doc – текстовый файл редактора MS Word;

— .mdb – файл базы данных MS Access;

— .zip – упакованный файл;

— .bmp – графический файл и т.д.

Кроме имени и расширения имени файла, ОС хранит для каж­дого файла дату его создания (изменения), размер и несколько флаговых величин, назы­ваемых атрибутами файла.

Атрибуты – это дополнительные параметры, опреде­ляющие свойства файлов. ОС позволяет их контролировать и изменять. Значения атрибутов учитываются при проведении опе­раций с файлами.

Основных атрибутов четыре:

— Только для чтения (Read only);

— Скрытый (Hidden);

— Системный (System);

— Архивный (Archive).

Атрибут «Только для чтения » ограничивает возможности работы с файлом. Его уста­новка означает, что файл не предназначен для внесения изменений.

Атрибут «Скрытый » сигнализирует ОС о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против умышленного или неумышленного повреждения файла.

Атрибутом «Системный » помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой ОС. Отличительная особенность этого атрибута в том, что средствами ОС его изменить нельзя. Как правило, большин­ство файлов, имеющих установленный атрибут «Системный», имеют также установленный атрибут «Скрытый».

Атрибут «Архивный » в прошлом использовался для работы программ резервного копи­рования. Предполагалось, что любая программа, изменяющая файл, должна авто­матически устанавливать этот атрибут. Современные программы резервного копирования используют другие средства для установления факта изменения файла, и данный атрибут во внимание не принимается. Его изменение вруч­ную средствами ОС не имеет большого практического значения.

Папка (каталог) – это специальное место на диске, в котором регистрируются все сведения о файлах (имя, размер, свойства, дата и время создания и т.д.).

До появления ОС Windows 95 при описании иерархической файловой структуры использовался термин «каталог». С появлением семейства ОС Windows был введен новый термин – «папка». Эти термины равнозначны: каждому каталогу файлов на диске соответствует одно­именная папка ОС системы.

Папки – важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много. Файлы объединяются в папки по любому общему признаку, заданному их созда­телем (по типу, принадлежности, назначению, времени создания и др.). Папки нижних уровней вкладываются в папки более высоких уровней и явля­ются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической струк­туры является корневая папка диска.

Правила присвоения имени папке ничем не отличаются от правил присвоения имени файлу, хотя негласно для папок не принято давать расширения имен.

В иерархических структурах данных адрес объекта задается маршрутом (путем доступа), ведущим от вершины структуры к объекту. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные ката­логи разделяются между собой определенным символом. Во многих ОС в качестве такого символа используется «\» (обратная косая черта), например:

Система управления файлами создается для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой. Необходимо четко разграничивать понятия «файловая система» и «система управления файлами». Это означает, что для работы с файлами, организованными в соответствии с определенной файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами.

Благодаря использованию системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности: создание, удаление, переименование файлов, папок и присвоение им имен; копирование и перемещение файлов; навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, папке; управление атрибутами файлов; защита файлов от несанкционированного доступа и др.

Для загрузки самой ОС и организации работы той или иной системы управления файлами были приняты специальные соглашения о структуре жесткого диска.Принцип организации файловой системы зависит от ОС. Жесткий диск представляется как набор поверхностей. У гибких дисков их всего две (верхняя и нижняя). Жесткие диски – это на самом деле «этажерки», состо­ящие из нескольких пластин, поэтому количество поверхностей у них больше. Каждая поверхность диска разделяется на кольцевые дорожки, а каж­дая дорожка – на секторы (рис. 3.2). Размеры секторов фиксированы и равны 512 байт.

Чтобы найти на диске тот или иной файл, надо знать его место расположения (адрес). Проще всего было бы записать адрес файла в виде номера поверх­ности, номера дорожки и номера сектора. Однако у каждой поверхности диска используется своя головка для чтения/записи. Эти головки перемещаются не порознь, а одновременно. Если, например, пятая головка подводится к тридцатой дорожке, то и все другие головки подво­дятся к своим тридцатым дорожкам. Поэтому вместо понятия дорожки используют понятие цилиндра.

Цилиндр – это совокупность всех дорожек, имеющих одинако­вые номера, то есть равноудаленные от оси вращения. Поэтому реально местопо­ложение файла на жестком диске определяется номером цилиндра, номером поверх­ности и номером сектора.

Сектор – это наименьшая единица хранения данных, но для адресации она используется далеко не во всех файловых системах из – за малого размера. Такие ОС, как MS – DOS, Windows, OS/2, используют для адресации более крупную единицу хранения, называемую клас­тером. Кластер – это группа соседних секторов. Размер кластера зависит от раз­мера жесткого диска. Чем больше диск, тем большим назначается размер кластера. Типовые значения размера одного кластера: 8, 16, 32 или 64 сектора.

Данные о том, в каком кластере диска начинается тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT – таблицах). Поскольку нарушение FAT – таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования по надежности. FAT – таблица создается в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами ОС.

В таблице 3.1. перечислены типы файловых систем и версии ОС Windows, которые их используют.

Используемыми ОС Windows файловыми системами являются:

— FAT16 – наиболее старая файловая система, которую могут использовать практически все Из – за имеющихся ограничений она не может использовать диски больше, чем 4096 Мб. Система FAT16 считается устаревшей, хотя иногда успешно применяется и по сей день. Максимально возможный размер файла – 4 Гб.

— FAT32 – более новая файловая система, с которой могут работать все новые ОС, выпущенные после 1998 г. Размер дисков под FAT32 может достигать 127 Гб. Максимально возможный размер файла – 4 Гб.

— NTFS – старая, но тщательно разработанная файловая система, отличающаяся от FAT16 и FAT32 своей надежностью и способностью обеспечить защиту от несанкционированного доступа. Эту файловую систему «понимают» далеко не все ОС.

— CDFS – файловая система, используемая для дисков CD – ROM. На жестких дисках она не применяется. Используется всеми современными ОС.

Введение

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

Под программным обеспечением понимается совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных с использованием средств вычислительной техники.

К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО.

В нее включаются:

Технология проектирования программ;

Методы тестирования программ;

Методы доказательства правильности программ;

Анализ качества работы программ;

Документирование программ;

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

К сервисному программному обеспечению относятся:

1. Драйверы (программы, с помощью которых операционная система получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Они предназначены для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера).

Вот далеко не полный список применений: подключение мыши; клавиатуры; подключение графопостроителей (плоттеров), сканеров, принтеров, копировальной техники (ксероксов), дигитайзеров; связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных; подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям; подключение к сети персональных компьютеров.

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

Типичными представителями утилит являются:

Диспетчеры файлов или файловые менеджеры;

Архиваторы файлов, папок и дисков;

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

Средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусные программы);

Программы динамического сжатия дисков. Они позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают в ее исходном виде.

Деинсталляторы приложений, установленных на компьютере. Они служат заменой стандартному диалогу Добавить/Удалить программу Windows. При этом работают приблизительно в 5-10 раз быстрее. Имеется функция поиска приложения по ключевому слову.

Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы Norton Utilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities.

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно.

Тестовое программное обеспечение является средствами диагностики; средствами контроля, которые позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков . Назначение тестов - обнаружение ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом. Некоторые программы выполняют различные вспомогательные функции: например выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера, очистку системного реестра, очистку диска от временных и ненужных файлов и редактирование папки "Автозагрузка" и т. д.

Инструментальные средства программирования предназначены для создания программ. К ним относятся языки и системы программирования, которые обеспечивают поддержку всех этапов работ по созданию программ: создание исходного кода программы на языке программирования, компиляцию /интерпретацию, отладку, документирование, поддержку и сопровождение программных продуктов.

Системы программирования обычно содержат трансляторы (компиляторы и интерпретаторы); библиотеки справочных программ (функций, процедур), редакторы связей, загрузчики и отладчики.

Функция связывания состоит в компоновке программы из многих объектных модулей. Поскольку каждый из объектных модулей в составе программы был получен в результате отдельного процесса трансляции, который работает только с одним конкретным модулем, обращения к процедурам и данным, расположенным в других модулях, в объектных модулях не содержат актуальных адресов. Выполнение функции связывания выполняет отдельная программа, называемая редактором связей или компоновщиком. Редактор связей выполняет только функцию связывания - сборки программы из многих объектных модулей и формирование адресов в обращениях к внешним точкам. На выходе редактора связей получается загрузочный модуль.

Для размещения объектной программы в оперативной памяти должно быть найдено и выделено свободное место в памяти. Для выполнения этой функции программа загрузчик обращается к операционной системе, которая выполняет его запрос на выделение памяти в рамках общего механизма управления памятью. Загрузчик - программа, которая подготавливает объектную программу к выполнению и инициирует ее выполнение.

Отладчик является отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д. Ведь, по сути, в чём заключается работа отладчика? Чтобы помочь программисту локализовать ошибку с точностью до конкретной функции, конкретной операции, конкретной переменной. В этом нелёгком деле отладчику также может помочь операционная система.

Прикладное программное обеспечение объединяет широкий перечень программ, предназначенных для различных информационных систем. Однако эти программы не могут работать без работы операционной системы (ОС), которая создает среду для их выполнения.

Обзорная лекция № 32

для студентов специальности

«Программное обеспечение информационных технологий»

доцента кафедры ИВТ, к.т.н. Ливак Е.Н.

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Основные понятия, факты

Назначение и классификация СПО. Требования к СПО. Базовое и сервисное СПО. Операционные системы. Системы управления файлами. Системные утилиты. Системы программирования.

Навыки и умения

Разработка системного программного обеспечения в соответствии с требованиями к СПО на языках Assembler , С++.

Установка и использование системных утилит.

К лассификация программного обеспечения

Традиционно все программное обеспечение подразделяют на два класса:

1) системное программное обеспечение (СПО) и

2) прикладное (пользовательское)программное обеспечение (ППО)

Выделим еще один класс (скорее группу) программ - специальное программное обеспечение информационных и управляющих систем.

Прикладные программы предназначены для решения функциональных задач, они выполняют обработку информации различных предметных областей.

Это самый многочисленный класс программных продуктов.

К специальному программному обеспечению информационных и управляющих систем относятся

· программы (системы) управления базами данных;

· программы управления языком интерфейса информационных систем;

· программы сбора и предварительной обработки информации (в информационно-измерительных системах, например, бортовые системы).

ПО этого класса часто оказывается скрытым в составе драйверов оборудования или поставляется в виде библиотек функционального расширения языков программирования.

Поэтому часто такие ПО относят к системному программному обеспечению.

Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.

Назначение системного программного обеспечения

Системное программное обеспечение предназначено для :

· создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);

· автоматизации разработки (создания) новых программ;

· обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

· проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

· выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных пользователей - профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора.

Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.

К системным программным продуктам предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Классификация системного программного обеспечения

В СПО традиционно включают

· системные управляющие и

· системные обрабатывающие программы.

Управляющие системные программы организуют корректное функционирование всех устройств системы.

Основные системные функции управляющих программ -

· управление вычислительными процессами и вычислительными комплексами и

· работа с внутренними данными ОС.

Как правило, они находятся в основной памяти. Это резидентные программы, составляющие ядро ОС. Управляющие программы, которые загружаются в память непосредственно перед выполнением, называю транзитными ( transitive ).

В настоящее время системные управляющие программы поставляются фирмами-разработчиками и фирмами-дистрибьюторами в виде инсталляционных пакетов операционных систем и драйверов специальных устройств.

Обрабатывающие системные программы выполняются как специальные прикладные задачи, или приложения .

Эти программы поставляются чаще в виде дистрибутивных пакетов, включающих ПО

Замечание. В пакеты системных программ помимо основных программ, допускающих реконфигурацию, входят специальные настроечные программы , называемые программами инсталляции.

Другая классификация

Часто Системное ПО компьютера подразделяют на БАЗОВОЕ и СЕРВИСНОЕ программное обеспечение.

БАЗОВОЕ программное обеспечение (base software) - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

К базовому программному обеспечению компьютера относятся

· операционные системы и драйверы в составе ОС;

· интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС (операционные оболочки) и программные среды;

· системы управления файлами.

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

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

Операционная система, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, с другой стороны, предназначена для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Системы управления файлами предназначены для организации более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов система управления файлами позволяет использовать логический доступ с указанием имени файла.

Любая система управления файлами не существует сама по себе - она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой. То есть можно было бы систему управления файлами отнести к ОС.

Но в связи с тем, что

1) ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либос одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно); а дополнительную файловую систему можно установить (т.е. они самостоятельны)

2) простейшие ОС могут работать и без файловых систем;

системы управления файлами выделяются в отдельную группу системных программ.

Заметим, что часто в специальной литературе системы управления файлами относят все-таки к операционным системам.

СЕРВИСНОЕ программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Это набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

· драйверы специфических и специальных устройств (те, которые не поставляются в составе ОС).

· 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 физической 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 системными утилитами . (Заметим, что к антивирусным средствам этот термин обычно не применяется)

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.).

Наибольшее распространение сегодня имеют комплекты утилит: Norton Utilities - фирма Symantec; Checkit PRO Deliuxe 2.0 - фирма Touch Stone; PC Tools for Windows 2.0; программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95.

Системы программирования

Отдельно рассмотрим такую группу системного ПО как системы программирования .

Это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальны средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Система программирования включает следующие программные компоненты:

· редактор текста;

· транслятор с соответствующего языка;

· компоновщик (редактор связей);

· отладчик;

· библиотеки подпрограмм.

Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.

Например, одна из популярных систем программирования на языке С/С++ от фирмы Watcom для OS /2 позволяет получать программы и для самой OS /2, и для DOS , и для Windows .

Редактор текста - это программа для вводаи модификации текста.

Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу.

Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля

(У интерпретаторов два основных недостатка. Первый - низкая скорость работы интерпретируемых программ.)

Преимущество интерпретатора перед компилятором состоит в том, что программа пользователя имеет одно представление - в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений - в виде текста и в виде выполняемого файла.

Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттраслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен.

Отладчик позволяет управлять процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:

· пошаговое выполнение программы (режим трассировки) с отображением результатов,

· остановка в заранее определенных точках,

· возможность остановки в некотором месте программы при выполнении некоторого условия;

· изображение и изменение значений переменных.

Загрузчик -системная обрабатывающая программа, объединяющая основные функции редактора связей и программы выборки в одном пункте задания. Загрузчик помещает находящиеся в его входном наборе данных объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы.

Средства сетевого доступа обеспечивают обработку, передачу и хранение данных в сети.

Заметим , что чаще говорят о сетевых операционных системах, которые предоставляют пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.)

Ключом к использованию этих ресурсов является сервер, специальная программа на компьютере, подключенному к сети, которая принимает запросы (или команды) и посылает ответы автоматически.

Программы, предназначенные для подачи запросов серверу, называются программами-клиентами. Сервер предназначен для их обслуживания. Клиент посылает запросы пользователя на сервер, используя стандартизированный формат, называемый протоколом. Ответ сервера содержит информацию, представленную в виде файла, содержащего данные того или иного формата.

Постоянно ведется разработка все новых программ-клиентов, предлагающих более удобные способы взаимодействия с сервером.

Пример. Приложения Netscape Navigator , Internet Explorer - программы- клиенты.

Таким образом, в системном ПО мы выделили пять групп системных программ :

· операционные системы;

· интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС (операционная оболочка) и программные среды;

· системы управления файлами;

· системы программирования;

· утилиты;

· средства сетевого доступа.

Обратим внимание на то, что в ходе развития компьютерных систем наиболее используемые прикладные программы могут быть перенесены на уровень системных, что позволяет использовать их в различных приложениях. Например, средства управления диалоговым взаимодействием с пользователем в системных оболочках (типа Windows ).

С другой стороны, наиболее распространенные и критические по времени системные функции были частично или полностью реализованы аппаратно. Например, средства управления многопрограммным защищенным режимом и средства управления мультимедиа-устройствами в процессорах фирмы Intel .

Требования к системному программному обеспечению

Системные программы должны удовлетворять следующим требованиям:

· прозрачность работы;

· гарантированная надежность выполнения в соответствии со спецификациями (спецификациями называютсяфункциональные требования);

· максимальная скорость выполнения;

· минимальные затраты на хранение машинных кодов;

· поддержка стандартных средств связи с прикладными программами.

Эффективность системных программ зависит от времени их создания и надежности исполняемого кода.

Требование эффективности системных программ вызывает необходимость использования специальных языков

· машинно-ориентированных типа языка Assembler и

· высокого уровня типа C или C ++.

К типам данных этих языков отнесены указатели на данные различных типов или адреса данных и программных объектов.

Работа с большинством пакетов для разработки системного программного обеспечения предполагает знание и использование ассемблера для создания модулей и ассемблерных вставок.

Использованнаялитература

1.Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. - СПб.: Питер, 2001. - с. 17-21

2.Пустоваров В.И. Ассемблер: программирование и анализ корректности машинных программ: - К.: Издательская группа BHV , 2000. -с. 5-25

3. Internet- источник // iit.khsu.ru/isitc/informatika/6_2.htm

4. Internet- источник // www.stu.ru/inform/glaves2/glava8/gl_8_2.htm

Что такое программное обеспечение? Примеры его практического использования мы встречаем каждый день, садясь за компьютер. Даже простое перемещение мыши по экрану - это результат работы программного обеспечения. Какие есть разновидности ПО? Как осуществляется разработка программного обеспечения?

Программное обеспечение: теория

Работа компьютера осуществляется за счет совокупного использования аппаратного и программного обеспечения. Под первым понимается набор микросхем, плат и прочих электронных компонентов и устройств, входящих в состав ПК. Под вторым - компьютерные программы, которые предназначены для обработки информации и выполнения полезных действий при помощи ПК. Первое на сленге часто называется "железо", второе - "софт".

Появляется ПО на компьютере посредством инсталляции - размещения соответствующих файлов на диске. В ряде случаев необходимо производить обновление программного обеспечения. Это, по сути, повторная инсталляция более совершенной и современной версии ПО. Чтобы нужно обладать так называемым "дистрибутивом". Он представляет собой специализированную программу-инсталлятор.

Есть два основных типа ПО - системное и прикладное. Первая разновидность обеспечивает работу ПК с точки зрения его основных функций: запуск, загрузку и осуществление низкоуровневых вычислительных операций. Основными разновидностями системного ПО принято считать а также средства управления аппаратными компонентами компьютера и их настройки.

Это программы, с помощью которых на ПК производятся практически значимые действия. Например, набор текста, построение таблиц, рисование, пользование интернетом и т. д.

Если упростить язык, то можно резюмировать так: системное программное обеспечение - для компьютера, прикладное - для пользователя. Еще один способ объяснить разницу простым языком: работа как правило не видна. Они выполняют свои функции без "согласования" с пользователем, в скрытом режиме. В свою очередь, только при прямом участии пользователя работает прикладное программное обеспечение. Примеры и того и другого мы сегодня рассмотрим.

Есть, конечно, и "некомпьютерные" виды ПО. Ими могут управляться иного рода устройства - к примеру, планшеты, смартфоны, телевизоры. Есть программное обеспечение систем климат-контроля, промышленных объектов и т. д.

Что такое операционная система?

ОС - базовый с точки зрения эксплуатации возможностей ПК вид системного ПО. Почему его относят к этой категории программного обеспечения? Дело в том, что в средах, формируемых операционными системами, работают все остальное ПО компьютера (как системное, так и прикладное). ОС являют собой базу для работы ПК. Если нет операционной системы, то ни одна другая программа работать не будет. Основные процессы работы ОС скрыты от пользователя.

Самые распространенные в мире ОС для ПК - Windows (самая популярная, есть очень много ее версий - 7-я, 8-я, XP и другие), Linux, MacOS.

Системное ПО: драйвера

Второй, пожалуй, по значимости вид системного ПО - драйвера. Они призваны обеспечивать корректную работу аппаратных компонентов. Если на компьютере не инсталлированы драйверы для диска, то он функционировать не будет. Аналогично - для видеокарты, мыши, модема и даже процессора. Типовое программное обеспечение сети - драйвер маршрутизатора или же модема. Данный вид ПО, как правило, поставляется производителями оборудования (и во многих случаях входят в состав операционных систем).

Такова сущность системного ПО. На очереди у нас - прикладное программное обеспечение, примеры самых популярных решений и основные возможности, которые предлагаются пользователям.

Прикладное ПО: антивирусы, утилиты

Распространенные виды прикладного программного обеспечения - это антивирусы и утилиты. Первые предназначены защищать ПК от вредоносных программ, которые способны вывести из строя другое ПО или даже аппаратные компоненты компьютера. Одни из самых популярных в России антивирусов - NOD32, DrWeb, Kaspersky. Утилиты призваны обеспечивать стабильную работу ПК, следить за тем, насколько корректно работают процессор, диски, память и другие аппаратные компоненты компьютера.

Популярные Microsoft Word

Какие из конкретных образцов прикладного ПО находят наибольшую востребованность сегодня? Прежде всего, это касается программ для обработки текстов. Такого рода операции на компьютере - исторически самые первые. Одна из наиболее популярных в мире программ для обработки текстов и выполнения сопутствующих операций (рисование таблиц, графиков и т. д.) - Word. Разработала ее одна из крупнейших в мире корпораций - американская Microsoft. Допустима ее русская транскрипция, которая звучит как "программа Ворд".

К настоящему моменту выпущено несколько версий данного ПО. Функции в каждом из них отличаются, но базовая (и самая востребованная на практике) задача, выполняемая MS Word в той или иной модификации, - форматирование текста, сохранение его в файл и обеспечение (при необходимости) его корректного вывода на принтер.

Microsoft Word: возможности

"Программа Ворд" умеет выполнять огромное количество операций. А именно:

Форматирование букв и абзацев (подбор шрифта нужного размера и основных атрибутов - подчеркивание, написание жирным, курсив, расстояние между строк и т. д.)

Оформление внешнего вида страниц (задание цвета и рисунка на фоне, добавление графики, картинок и т. д.)

Добавление сопутствующих тексту элементов (таблиц, графиков, значков и т. д.)

Научиться пользоваться Word очень просто. Многие из элементов управления программой понятны интуитивно. Также стоит отметить, что компания Microsoft, выпустившая Word, снабдила свое решение подробной справочной системой, обратиться к которой пользователь может, нажав на клавиатуре F1.

Популярные прикладные программы: Microsoft Excel

Пример другого популярного прикладного ПО - Microsoft Excel (по-русски - "программа Эксель"). Ее узкая специализация - вычисления при помощи электронных таблиц. Такого рода решения значительно упрощают работу с цифрами.

Несмотря на то что данная программа считается профессиональной, освоить базовые методы работы с ней могут даже начинающие пользователи (отчего она и приобрела всемирную известность).

Microsoft Excel: возможности

Самые простые операции в Excel - это отображение текста и цифр в виде таблиц. Рабочее поле программы, собственно, и выглядит как большое количество ячеек, в каждую из которых можно что-то вписать. Более сложная процедура - построение графиков, введение формул. Операции, которые требуют профессиональной подготовки - программирование так называемых "макросов" (своего рода внутренних программ), инженерные вычисления.

Перечислим самые распространенные на практике типы задач, которые умеет решать "программа Эксель":

Математические расчеты с использованием числовых значений в табличных ячейках (суммирование, вычитание, деление, умножение, выстраивание прогрессий и т. д.);

Применение формул для автоматизации счета;

Составление отчетов, бланков, опросников и иных документов, которые наиболее комфортно смотрятся в виде таблиц;

Построение графиков, визуализация статистики при помощи диаграмм.

Так же как и в случае с Word, пользование Excel очень легко освоить самостоятельно. Элементы управления программой во многом интуитивно понятно. Данный вид ПО также снабжен подробной справочной системой (которая может пригодиться не только начинающему пользователю, но и профессионалу).

Популярные прикладные программы: Adobe Photoshop

Часто у пользователей возникает потребность в задействовании одной интересной программы - "Фотошопа". Для Windows 7, 8 или же XP она существует в большом количестве версий. Официально эта программа называется Adobe Photoshop. Она предназначена для рисования (такого рода решения называются "графическими редакторами"). Пользуются ей, как и в случае с Word и Excel, как начинающие пользователи, так и профессионалы: дизайнеры, веб-разработчики, создатели мультфильмов.

Photoshop относится к программам, обрабатывающим изображения в так называемом "растровом" режиме. Что это значит? Можно сказать, что к категории "растровой" принадлежит основная часть компьютерной графики. Речь идет об изображениях, состоящих из большого количества мелких точек (вспоминаем, как строится картинка на телевизоре и мониторе - принцип тот же). При помощи "растровых" можно создавать абсолютно любые графические элементы. Можно нарисовать портрет человека, дом, пейзаж - все что угодно. Кроме "растровой" графики есть еще "векторная". Изображения на ее основе можно, в свою очередь, выстраивать только по шаблонам, заложенным в программе.

Adobe Photoshop: возможности

При помощи Photoshop можно не только создавать картинки, но также вносить изменения в уже готовые. Отсюда термин "отфотошопить". Можно, например, видоизменять объекты на фото, что-то к ним пририсовывать, ретушировать - при большом опыте работы с Photoshop все может получиться очень правдоподобно.

Adobe Photoshop работает с большинством форматов графических файлов благодаря наличию большого набора конверторов для разных форматов. Последние преобразуют графическую информацию из формата файла в собственный формат редактора Adobe Photoshop при чтении из файла. При записи в файл конверторы выполняют обратное преобразование.

Каковы самые популярные виды операций, которые производятся в Photoshop? К ним можно отнести следующие:

Создание новых рисунков при помощью виртуальных кистей, карандашей, линеек, фигур с использованием различных цветов;

Изменение размера картинок или отдельных их элементов;

Объединение содержимого двух разных изображений;

Изменение цвета картинки или ее частей;

Применение визуальных эффектов за счет встроенных в программу шаблонов и алгоритмов;

Трансформация картинок (отражение, вращение и т. д.).

Так же, как в случае с Word и Excel, элементы управления Photoshop легко осваиваются интуитивно. Так что даже неопытный пользователь сможет что-то нарисовать. Многие из версий программы оснащены справочной системой на русском языке, где в подробностях рассказывается о том, как работать с Photoshop.

Популярные виды прикладного ПО: браузеры

Браузер - это программа, с помощью которой пользователи выходят в Интернет, читают новости с сайтов, пишут сообщения в соцсетях, просматривают ролики - словом, делают все то, что характерно для "виртуального пространства". Самые популярные в мире решения такого типа - Internet Explorer, Opera, Google Chrome. Есть очень большое количество их аналогов и подтипов. Функциональность каждого из них, в целом, одинаковая. Большинство пользователей предпочитают эксплуатировать те или иные, исходя из субъективной оценки качества дизайна программ и удобства расположения элементов управления на них.

Принцип работы браузеров основан на распознавании языка разметки гипертекста (называемого HTML) и преобразования его в понятные для пользователя визуальные элементы - текст, картинки, таблицы, видео, анимацию, формы сообщений и т. д.

Браузеры: возможности

Устроены образцы такого ПО очень просто. Основные элементы браузера - строка с адресом сайта и основное поле (называемое чаще всего "веб-интерфейсом", где отображается информация из Интернета. Главная особенность такой программы - она является посредником между пользователем ПК и другими людьми, находящимися в виртуальном пространстве. То есть, при помощи браузера (точнее, "веб-интерфейса") человек, по сути, может осуществлять обмен данными, отправляя что-то от себя (текст, файлы) и получая что-то от других. Был ли Интернет до изобретения браузеров? Безусловно. Дело в том, что "веб-интерфейс" - исторически не самый первый способ коммуникации между пользователями. Он появился после долгих лет международных согласований стандартов, по которым должен осуществляться обмен "виртуальной" информацией.

ПО: платное и бесплатное

Один из критериев классификации ПО - стоимость. Есть три категории решений. Во-первых, это полностью бесплатное Во-вторых, есть коммерческое. Если пользователь хочет задействовать такое ПО, то он должен заплатить за его инсталляцию. В-третьих, существует промежуточный тип ПО - условно бесплатное. В чем его особенность? В общем случае задействования такого ПО такова: не нужно платить за инсталляцию, но, после эксплуатации программы в течение какого-то времени (например, месяца), необходимо будет перечислить денежные средства разработчику за дальнейшее пользование.

Что такое "облачные технологии"?

В последние годы набрал очень большую популярность термин "облачные технологии". Что это за явление? "Облачные технологии" - это, если говорить простым языком, прикладное ПО, которое можно запускать из браузера (соответственно, оно не установлено на ПК). Рассмотрим пример. Microsoft Word, о котором мы говорили выше, запускается двойным щелчком по значку на рабочем столе. Но есть такое же решение но "облачное": использование программного обеспечения такого типа осуществляется через веб-интерфейс браузера. Как правило, файлы, с которыми работает пользователь при помощи такого ПО, также хранятся в Интернете.

Очень много программ сейчас существует в "облачном" формате. Появились даже версии операционных систем такого типа. Так что можно говорить, что "облачный" формат - это не только прикладное, но и системное ПО. Популярность таких решений сегодня связана с быстрой скоростью Интернета (несколько лет назад такого не было), а также экономией времени пользователя - не нужно ничего инсталлировать на ПК. Кстати, обновление программного обеспечения облачного типа происходит независимо от пользователя. Это тоже удобно.

Кто разрабатывает программное обеспечение?

Существует целая отрасль экономики, в рамках которое осуществляется разработка ПО - программирование. В ней работают люди с самыми разными профилями знаний. Но их объединяет общий признак - знание языков программирования. Используя один или несколько из них, человек пишет ПО. Язык программирования - это набор команд, распознаваемых аппаратными компонентами компьютера. Написав выстроенную определенным образом "фразу", человек, создающий ПО, дает "распоряжение" процессору, или, скажем, диску ПК произвести над файлом такую-то операцию. Языков, с помощью которых осуществляется разработка программного обеспечения, сотни. В числе популярных - С ("Си"), Java, Pascal, Ruby-on-Rails.

Трудно ли научиться создавать ПО?

Совсем нет. Разработчиком программ может стать абсолютно любой желающий человек. Создание ПО - это совсем не запрещенный вид деятельности. Многие успешные предприниматели начинали с того, что разрабатывали программное обеспечение. Примеры таких людей - Билл Гейтс, Линукс Торвальдс, Евгений Касперский. Изучить языки для создания ПО можно на основе большого количества доступной литературы, видеоуроков, или посетив специализированные курсы. Разработка программного обеспечения - одна из самых динамично развивающихся отраслей, и рост ее популярности главным образом, связан с всеобщей доступностью.

Программное обеспечение

Назначение и состав системного программного обеспечения ПК. Операционная система, ее назначение, виды ОС, их достоинства и недостатки. Понятие драйверов устройств.

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 компьютера 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.

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.

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

Операционные системы

Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX, Macintosh OS, Linux. У других современных ОС, например Linux, UNIX, OS/2, имеют свои преимущества и недостатки. Linux предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows, и имеет более продуманный интерфейс; UNIX применяется там, где требуется высокая надежность систем. Большим недостатком OS/2 и UNIX является довольно скудный выбор программных средств, и здесь Windows выигрывает у остальных операционных систем.

Основные функции ОС:

· управление устройствами компьютера (ресурсами), т.е. согласованная работа всех аппаратных средств ПК: стандартизованный доступ к периферийным устройствам, управление оперативной памятью и др.

· управление процессами, т.е. выполнение программ и их взаимодействие с устройствами компьютера.

· Дра́йвер (англ. driver, мн. ч. дра́йверы ) - компьютерное программное обеспечение, с помощью которого другое программное обеспечение (операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства .

Назначение и состав прикладного программного обеспечения.

Прикладной уровень

Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычислительной системы, доступность прикладных программ и широта функциональных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных в ее ядро и взаимодействии комплекса человек-программа-оборудование.

Состав и назначение клавиш стандартной американской клавиатуры по группам (алфавитно-цифровые, функциональные; служебные; клавиши управления перемещением курсора и редактирования; клавиши дополнительной (бухгалтерской) части клавиатуры).

Алфавитно-цифровые клавиши - используются для ввода букв, цифр, пробела и специальных знаков;

Управляющие клавиши - служат для выполнения дополнительных действий, работают вместе с другими клавишами;

Клавиши управления курсором - применяются для перемещения курсора;

Клавиши цифровой клавиатуры - используются для ввода цифр и знаков арифметических действий, а также для управления курсором;

Функциональные клавиши - служат для выполнения определённых действий, например клавиша F1 часто вызывает справку о пользовании программой.

Дополнительная клавиатура чем-то напоминает обычный калькулятор.

Чтобы подчеркнуть удобство работы с цифрами и операциями над числами, дополнительную клавиатуру часто называют дополнительная цифровая клавиатура .

Мало того, для визуального контроля режима дополнительной клавиатуры предусмотрен индикатор, который на рисунке выше выделен зеленым цветом.

Если лампочка (индикатор) не горит, то на дополнительной клавиатуре включен режим навигации. Если лампочка светится, то на дополнительной клавиатуре включен цифровой режим.

Понятие программного обеспечения ПК. Краткая характеристика программного обеспечения.

Программное обеспечение - это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение делится на системное (общее) и прикладное (специальное).

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.

Прикладное программное обеспечение обеспечивает решение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.

Пакет прикладных программ - это совокупность программ для решения круга задач по определенной тематике или предмету.

К прикладному программному обеспечению относятся сервисные программные средства, которые служат для организации удобной рабочей среды пользователя, а также для выполнения вспомогательных функций (информационные менеджеры, переводчики и т. д.).