Материал: Информатика Лекции 27.03.02

Раздел 3. Программное обеспечение информатики. Лекции 10-11.

Темы 18-23. Программное обеспечение информатики.

По мере развития компьютеров программное обеспечение постоянно усложняется по своей структуре и составу программных модулей. В настоящее время затраты на разработку и приобретение программных продуктов в несколько раз превышают стоимость технических средств.

Программное обеспечение современных компьютеров и ВС строится по иерархическому модульному принципу. Это обеспечивает возможность адаптации компьютеров и ВС к конкретным условиям применения, открытость системы для расширения состава предоставляемых услуг, способность систем к совершенствованию, наращиванию мощности и т.д.

Программные модули ПО, относящиеся к различным подсистемам, представляют для пользователя своеобразную иерархию программных компонентов, используемую им при решении своих задач.

Нижний уровень образуют программы ОС, которые играют роль посредника между техническими средствами системы и пользователем. Однако прямое использование команд ОС требует от пользователя определенных знаний и специальной компьютерной подготовки, сосредоточенности, точности и внимания. Этот вид работ отличается трудоемкостью и чреват появлением ошибок в работе оператора. Поэтому на практике пользователи, как правило, работают не напрямую с ОС, а через командные системы - пакеты программ, дополняющие возможности ОС или графический интерфейс пользователя.

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность программ, используемых при работе на компьютере и обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование аппаратных средств, а так же разработку, отладку и выполнение задач пользователя. Программное обеспечение служит интерфейсом между аппаратными ресурсами ПК и пользователями и позволяет решать задачи любой

-общее, или системное;

-специальное, или прикладное;

-инструментальные программные средства (средства разработки программ).

Общее или системное ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от

специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т.д.

Системное ПО обычно поставляется потребителям комплектно с ЭВМ. Часть этого ПО может быть реализована в составе самого компьютера. Например, в ПЭВМ часть программ ОС и часть контролирующих тестов записана в ПЗУ этих машин.

Прикладное или специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ (ППП) пользователей, обеспечивающие специфическое применение ЭВМ и вычислительной системы.

Прикладное ПО ПЭВМ комплектуется в зависимости от места и роли автоматизированного рабочего места (АРМ) работника, использующего в своей деятельности компьютер. В ПО ПЭВМ обычно включают небольшое число пакетов программ (табличный процессор, текстовый редактор, систему управления базами данных и др.). В последнее время наметилась тенденция к комплексированию и слиянию их в интегрированные программные продукты. Например, пакет MS Office фирмы Microsoft объединяет все перечисленные продукты.

Общее или системное ПО включает в свой состав операционную систему (ОС), комплекс программ технического обслуживания (КПТО), пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос), и систему документации (СД).

Операционная система служит для управления вычислительным процессом путем обеспечения его необходимыми ресурсами.

Операционная система представляет собой комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами ПК и составляет ядро "универсальной вычислительной машины - компьютера". ОС управляет всеми процессами внутри компьютера; управляет обменом между компьютером и подключенными к нему периферийными устройствами, такими, как принтер, дисплей, дисководы и винчестер и т.д.; обеспечивает возможность общения между прикладными программами и модулями аппаратуры; служит в качестве посредника между компьютером и пользователем.

Драйверы, являющиеся частью ОС, - это специальные программы управления вводом/выводом, позволяющие ОС работать с теми или иными внешними устройствами, обучая ее новому протоколу обмена данными и т.д. Драйверы бывают стандартными и загрузочными. Стандартные драйверы управляют работой стандартных устройств (монитор, клавиатура, диски, принтеры), записываются в ПЗУ ПК и образуют в совокупности "базовую систему ввода/вывода" - BIOS. Загружаемые драйверы (нестандартные) используются для управления

дополнительными внешними устройствами ПК ("мышь, компакт-диск и т.д.); для управления стандартными устройствами, используемыми в режиме, отличном от штатного (русский или казахский шрифт, ввод с клавиатуры и отображение на экран); для управления верхней, высокой и расширяемой памятью; для формированием виртуальных дисков и работой с ними и т.д.

Утилиты - это вспомогательные программы, чаще всего используемые для организации резервирования; для предотвращения заражения ПК вирусом и ликвидации последствий заражения; для архивации информации; для приспособления других программ к работе с нестандартными языками, текстами, пользователями; для диагностики конфигурации и работоспособности ПК; для убыстрения доступа к информации на дисках (организация кэш-буфера); для оптимизации размещения данных на диске; для динамического сжатия дисков (увеличения объема диска); для защиты хранящихся на компьютере данных.

Программы-оболочки - это программы, обеспечивающие более удобный и наглядный способ общения с ПК, чем ОС. Программыоболочки не заменяют ОС, а дополняют ее. Например, Norton

Commander, Norton Navigator.

Операционные оболочки - это программы, которые, как и программы-оболочки, являются надстройкой над ОС, обеспечивают удобство и наглядность общения с ПК, кроме того, расширяют возможности ОС в плане логического уровня интерфейса с пользователем: графический интерфейс, мультипрограммирование, создает интегрированную среду для работы с различными программными средами и информацией различных форматов. Например, WINDOWS 3.10, 3.11 для MS-DOS, Xwindows для Unix.

Средства тестирования и диагностики ЭВМ - это программы, составляющие средства технического обслуживания ЭВМ и предназначены для проверки работоспособности, наладки и технической эксплуатации и делятся на средства диагностики, программно-логического контроля, тестовые, программноаппаратного контроля.

Важной частью ПО является система документации (СД), хотя она и не является программным продуктом. СД предназначается для изучения программных средств, она определяет порядок их использования, устанавливает требования и правила разработки

предназначены для проверки работоспособности вычислительного комплекса. Программы КПТО непосредственного участия в вычислениях не принимают, они только обеспечивают их. Перед

перечисленных уровней ПО.

Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя. Обычно прикладные программы объединяются в пакеты, что является необходимым атрибутом автоматизации труда каждого специалистаприкладника. Комплексный характер автоматизации производственных процессов предопределяет многофункциональную обработку данных и

(пакеты для разработки экономических документов, рекламных роликов, планирования и др.) или необходимостью управления специальной техникой (управление сложными технологическими процессами, управление бортовыми системами кораблей, самолетов и т.п.). Такие специальные пакеты программ могут использовать отдельные подразделения, службы, отделы учреждений, предприятий, фирм для разработки различных планов, проектов, документов, исследований. В некоторых случаях прикладное ПО может иметь очень сложную структуру, включающую библиотеки, каталоги, программы-диспетчеры и другие обслуживающие компоненты. Программы СПО разрабатываются с учетом интересов определенной

ППП общего назначения - это ППП, ориентированные на широкий круг пользователей в различных проблемных областях, позволяющие автоматизировать наиболее часто используемые функции и работы. К пакетам такого типа относятся всевозможные процессоры, текстовые, деловой графики, электронные таблицы, системы управления базами данных (СУБД) и т.д.

Проблемно-ориентированные ППП - это ППП, имеющие достаточно узкое применение, использующие особые методы представления и обработки информации, учитывающие специфику поддерживаемых задач пользователя. Например, CorelDraw, Pbrush, MathCAD, OptiNet, StatGraf, PageMaker и т.д.

Интегрированные ППП — это ППП, объединяющие в себе функции сразу несколько выше перечисленных ППП, как правило, общего назначения. Простейшим типом таких ППП является совокупность

ППП расширяющие функции ОС - это пакеты, определяющие достаточно широкий спектр ПС. Они обеспечивают сопряжения ЭВМ с

унифицированными приборными интерфейсами, научными приборами и установками, обеспечивают подключение к ЭВМ дополнительных унифицированных ВУ, обеспечивают поддержку работы в локальных сетях и обеспечивают обмен текстовыми файлами часто используемых форматов, подготовленных на ЭВМ различного типа, обеспечивают расширение функций ВУ ЭВМ (монитора, клавиатуры, мыши, НМД и т.д.).

Инструментальное программное обеспечение обеспечивает создание новых программ, оригинальных пользовательских систем в любой проблемной области, включая системные программы. Современные инструментальные программные средства представляют собой системы программирования со всеми необходимыми функциями.

Системы программирования представляют собой интегрированные инструментальные средства, обеспечивающие все основные функции по разработке программ: создание и редактирование исходных модулей, компиляцию или интерпретацию, создание загрузочных модулей их выполнение, отладку, тестирование, сохранение и документирование и т.д. В состав ОС обычно входят СП какого-либо языка программирования. Другие системы программирования устанавливаются отдельно как обычные прикладные программы.

Воснове любой СП находится транслятор с языка

программирования. Трансляторы бывают двух видов: интерпретаторы и компиляторы.

Компилятор - это комплекс программ, который транслирует весь

(загрузочный модуль) может быть выполнена.

Интерпретатор - это программы, которые выполняют исходный модуль программы в режиме "оператор за оператором", превращая, по ходу работы, каждый оператор ЯВУ в машинные коды.