Программное обеспечение. Программное обеспечение компьютера

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным обеспечением. 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 миллионы программ – от игровых до научных.

Существует два основных типа программного обеспечения: системное (называемое также общим) и прикладное (называемое специальным). Каждый тип программного обеспечения выполняет различные функции. Системное программное обеспечение – это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор , коммуникационные и периферийные устройства. Программистов, которые создают системное программное обеспечение , называют системными программистами. К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки – примеры прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение , называют прикладными программистами.

Оба типа программного обеспечения взаимосвязаны и могут быть представлены в виде диаграммы, изображенной на рис.2.1 . Как видно, каждая область тесно взаимодействует с другой. Системное программное обеспечение обеспечивает и контролирует доступ к аппаратному обеспечению компьютера. Прикладное программное обеспечение взаимодействует с аппаратными компонентами через системное. Конечные пользователи в основном работают с прикладным программным обеспечением. Чтобы обеспечить аппаратную совместимость, каждый тип программного обеспечения разрабатывается для конкретной аппаратной платформы.

Рис. 2.1.

Системное ПО , в состав которого входят операционная система , трансляторы языков и обслуживающие программы, управляет доступом к аппаратному обеспечению. Прикладное ПО , такое как языки программирования и различные пользовательские приложения, работает с аппаратным обеспечением через слой системного ПО . Пользователи, в свою очередь , взаимодействуют с прикладным программным обеспечением.

Программные системы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

• аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;
• функциональные задачи различных предметных областей;
• технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделяют соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис.2.2 :

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение;
• инструментальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение ( System Software ) – совокупность программ и программных комплексов, предназначенная для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение выполняет следующие задачи:

• создание операционной среды функционирования других программ;
• обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
• проведение диагностики, локализации сбоев, ошибок и отказов и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
• выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Рис. 2.2.

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты 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 ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для решения задач определенного класса конкретной предметной области . Пакеты прикладных программ ( ППП ) общего назначения служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка пакетов прикладных программ на компьютер выполняется системными администраторами, системными программистами, а также (в некоторых случаях) квалифицированными пользователями. Непосредственную эксплуатацию программных продуктов осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Инструментарий технологии программирования представляет собой совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов .

Инструментарий технологии программирования включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

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.

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.

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.

В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным ПО . Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным программным обеспечением, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор. Кроме системного ПОв состав программного обеспечения компьютера входят еще прикладные программы и системы программирования .

Программное обеспечение компьютера делится на:

Системное ПО;

Сервисное ПО,
- прикладное ПО;
- системы программирования.

К системным относятся прежде всего операционные системы и программы, входящие в состав операционной системы (например, драйвера для различных устройств компьютера (от английского слова "drive" - управлять), т.е. программы, управляющие работой устройств: драйвера для сканера, принтера и т.д.). Кроме операционных систем еще относятся обслуживающее программное обеспечение (их ещё называют сервисные или утилиты, от английского слова "utilize" - использовать) для обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и т.д.

Сервисное программное обеспечение - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на средства:

• улучшающие пользовательский интерфейс;
• защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
• восстанавливающие данные;
• ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:
• средства архивации и разархивации;
• антивирусные средства.

Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

Как правило, все пользователи предпочитают иметь набор прикладных программ, который нужен практически каждому. Их называют программами общего назначения . К их числу относятся:

Текстовые и графические редакторы, с помощью которых можно готовить различные тексты, создавать рисунки, строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;

Системы управления базами данных (СУБД), позволяющие превратить компьютер в справочник по любой теме;

Табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;

Коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные для обмена информацией с другими компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Кроме того, имеется большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

Комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования . В системе программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ.

26. Операционная система компьютера (назначение, состав, загрузка).

Все разнообразие программ, используемых на современных компьютере называется программным обеспечением.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Операционная система – это программа , котораяобеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для IBM-совместимых персональных компьютеров являются семейства операционных систем MicrosoftWindows и Linux.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:

Осуществлениедиалога с пользователем;

Ввод-вывод и управление данными;

Планирование и организация процесса обработки программ;

Распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

Запускпрограммнавыполнение;

Всевозможныевспомогательныеоперацииобслуживания;

Передача информации между различными внутренними устройствами;

Программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой .

Командный процессор - специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

Драйверы устройств - специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств.

Графический интерфейс – это оболочка, позволяющая осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и так далее) . В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы , или утилиты . Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.

Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система . Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Файлы операционной системы хранятся во внешней долговременной памяти компьютера.(на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память. Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.

Самотестирование компьютера. В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки ОС - это BIOS (BasicInput/OutputSystem - базовая система ввода/вывода).

После включения питания процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ONSelfTest). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера процессора, видеоадаптера, оперативной памяти, дисководов, контроллеров жестких дисков и клавиатуры. В случае обнаружения неисправностей выдаются диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов или в виде текстовых сообщений. После успешной инициализации видеоплаты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.

После проведения самотестирования специальная программа в BIOS, начинает поиск загрузчика ОС. Происходит поочередное обращение к имеющимся дискам и поиск в первом загрузочном секторе диска специальной программы MasterBoot (программы-загрузчика ОС).

Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей. Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение "Nonsystemdisk", загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.

27. Файлы. Имя файла. Файловая система. Основные операции с файлами.

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Файл - это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип.

<имя файла>.<расширение>

Собственно имя файлу дает пользователь, а расширение задается программой автоматически при его создании.

Таблица 1. Типы файлов и расширений

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных знаков, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba.txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь длину до 255 символов, причем можно использовать русский алфавит, например: Единицы измерения информации.doc

Правила создания имени файла:

Нельзя использовать следующие символы, которые зарезервированы для специальных функций: ? : * / \ “ >< |

Есть специальные зарезервированные слова, именами которых назвать папку не получится. ОС Windows не позволяет этого сделать. Дело в том, что до Windows существовала ОС DOS. В ней использовались системные папки со следующими именами: PRN, AUX, CLOCK$, NUL, COM0, COM1, COM2, COM3, COM4, COM5, COM6, COM7, COM8,COM9,LPT0,LPT1, LPT2,LPT3, LPT4, LPT5, LPT6, LPT7, LPT8, LPT9, CON

Файловая система - это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Файловая система позволяет работать с файлами и директориями (каталогами) независимо от их содержимого, размера, типа и т. д.

Файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.

Функции файловой системы:

1. Сохранение информации на внешних носителях
2. Чтение информации из файлов
3. Удаление файлов, каталогов
4. Переименование файлов
5. Копирование файлов и др.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система , когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.

Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется многоуровневая иерархическая файловая система , которая имеет древовидную структуру. Начальный, корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из последних может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и так далее. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Путь к файлу . Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре, необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "\" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл.

Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда полным именем файла .

Операции над файлами. В процессе работы на компьютере наиболее часто над файлами производятся следующие операции:

• копирование (копия файла помещается в другой каталог);
• перемещение (сам файл перемещается в другой каталог);
• удаление (запись о файле удаляется из каталога);
• переименование (изменяется имя файла).

Графический интерфейс Windows позволяет проводить операции над файлами с помощью мыши с использованием метода Drag&Drop (перетащи и оставь). Существуют также специализированные приложения для работы с файлами, так называемые файловые менеджеры : NortonCommander, TotalCommander, Проводник и др.

В некоторых случаях возникает необходимость работать с интерфейсом командной строки. В Windows предусмотрен режим работы с интерфейсом командной строки MS-DOS.

28. Компьютерные вирусы: методы распространения, профилактика заражения.

Компью́терныйви́рус - разновидность компьютерных программ или вредоносный код, отличительным признаком которых является способность к размножению (саморепликация). В дополнение к этому вирусы могут без ведома пользователя выполнять прочие произвольные действия, в том числе наносящие вред пользователю и/или компьютеру.

Даже если автор вируса не программировал вредоносных эффектов, вирус может приводить к сбоям компьютера из-за ошибок, неучтённых тонкостей взаимодействия с операционной системой и другими программами. Кроме того, вирусы обычно занимают некоторое место на накопителях информации и отбирают некоторые другие ресурсы системы. Поэтому вирусы относят к вредоносным программам.

Вирусы распространяются, копируя свое тело и обеспечивая его последующее исполнение: внедряя себя в исполняемый код других программ, заменяя собой другие программы, прописываясь в автозапуск и другое. Вирусом или его носителем могут быть не только программы, содержащие машинный код, но и любая информация, содержащая автоматически исполняемые команды - например, пакетные файлы и документы MicrosoftWord и Excel, содержащие макросы. Кроме того, для проникновения на компьютер вирус может использовать уязвимости в популярном программном обеспечении (например, AdobeFlash, InternetExplorer,Outlook), для чего распространители внедряют его в обычные данные (картинки, тексты и т.д.

Вирусы распространяются через дискеты (устар.), флеш-накопители, электронную почту, системы обмена мгновенными сообщениями, веб-страницы, интернет и локальные сети (черви).

Основные типы компьютерных вирусов:

Программные (файловые): инфицируют исполняемые файла компьютера, имеющие расширения com и exe. К этому же классу относятся и макровирусы, написанные помощью макрокоманд. Они заражают неисполняемые файлы (например, в текстовом редакторе MSWord или в электронных таблицах MSExcel).

Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot – сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (MasterBootRecord – MBR). Некоторые вирусы записывают свое тело в свободные сектора диска, помечая их в FAT – таблице как “плохие” (Badcluster).

Макровирусы поражают документы, выполненные в некоторых прикладных программах (например, Word). Заражение происходит при открытии файла документа в окне программы

Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям.

Какими бы «умными» не были электронно-вычислительные машины или персональные компьютеры, но они останутся бесполезным «куском железа», если в них не загружено программное обеспечение. Именно оно заставляет их работать, выполняя определённые действия: производить расчёты, выводить на экран текст, картинки и видео, издавать звуки и проигрывать музыку, а также управлять другими устройствами. Все действия, которые выполняет компьютер, он выполняет по определённой программе, разработанной для него человеком, а совокупность таких программ для управления электронно-вычислительными средствами и называется программным обеспечением.

Понятие программного обеспечения

По сути дела, программа состоит из шагов, последовательно выполняя которые, ПК производит те, или иные действия, например, принимает от пользователя вводимые с клавиатуры символы и выводит их на экран, заставляет принтер печатать текст на бумажном листе и т. п. Каждый из таких шагов кодируется на специальном машинном языке и называется «командой», а совокупность таких команд - программным кодом .

Впервые, идею того, что любое, наперёд заданное состояние системы может быть достигнуто, последовательным выполнением элементарных команд, переводящим её из одного стабильного состояния в другое, предложил английский математик по имени Алан Тьюринг . В своём эссе «Computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem (Decision problem)» он создал теоретическую модель, представлявшую собой абстрактную машину (автомат), способную выполнять элементарные действия и, переводившую её из одного фиксированного состояния в другое фиксированное состояние. В результате автоматом могли выполняться простейшие, рудиментарные операции. Такой автомат, впоследствии, получил в литературе название – «машина Тьюринга» . Главная идея заключалась в математическом доказательстве того, что любое, заданное наперёд состояние этого автомата можно достигнуть, выполняя конечный набор определённых команд, из всего фиксированного набора (программы). Благодаря этой теории, впоследствии, и родилась такая (если так можно выразиться) наука, как программирование.

Таким образом, программисты – люди, разрабатывающие программное обеспечение, по сути дела, управляют персональным компьютером при помощи написанных ими программных кодов, заставляя его считывать вводимые с клавиатуры знаки, проигрывать музыку, воспроизводить видеофильмы и т. п.

Виды программного обеспечения

Сегодня существует огромное количество самых разных программ, предназначенных для выполнения совершенно разных функций: арифметических или инженерных расчётов, рисования, программирования, проигрывания музыки или фильмов и т. п. Но в то же время, каждая из них не выполняется сама по себе на персональном компьютере , она запускается, как это принято говорить, под управлением той или иной операционной системы.

Возникает резонный вопрос : «Почему же нельзя запустить каждую из программ самостоятельно минуя эту самую операционную систему, если программа – это набор кодов, при помощи которых можно управлять компьютером?»

На самом деле - конечно можно, и такое тоже практикуется, например, в станках с ЧПУ (числовым программным управлением), в автоматах на производстве и т. п., но есть несколько моментов, из-за которых и были разработаны эти самые операционные системы для персональных компьютеров и даже больших ЭВМ.

Дело в том, что когда речь идёт о стандартном автомате – он выполняет набор простых последовательных операций, например, выдвинуть манипулятор, взять заготовку, повернуться, положить заготовку на нужное место. Далее операция повторяется. Все время автомат выполняет одни и те же действия по одной и той же, одной программе.

В случае же с ПК пользователь хочет не только, например, рисовать в загруженной программе, он хочет одновременно с этим слушать музыку, быть, как это принято сегодня говорить, «на связи» с близкими и друзьями, т. е. в один и тот же момент времени работать не с одной, а с несколькими программами одновременно.

Кроме этого, есть ещё один чисто практический момент. Разрабатывая программу для ПК, которая могла бы работать самостоятельно без операционной системы, пришлось бы все функции работы с оборудованием компьютера описывать в одной программе: чтение и запись на диск, ввод-вывод с клавиатуры, работу с монитором и т. д. В результате – огромные временные затраты, большой размер ПО, зависимость от аппаратной платформы, наличие большого количества ошибок и ещё целый ряд отрицательных моментов.

Операционная система берёт на себя большинство подобных «рутинных» операций, обеспечивая при этом «многозадачность». То есть пользователь может запустить и выполнять на своём персональном компьютере не одну, а сразу несколько программ одновременно.

Таким образом, все программное обеспечение можно условно разделить на три вида:

1. Системное ПО;
2. Прикладное ПО;
3. Инструментальное ПО.

Системное программное обеспечение

Это совокупность программ, которые обеспечивает управление аппаратной частью ПК : процессором , оперативной памятью , устройствами ввода-вывода, графическими системами, сетевыми устройствами и т. д. В частности, к такому ПО относятся:

• Операционные системы ;
• Драйверы - небольшие по размеру программы, обеспечивающие корректную работу с той или иной частью оборудования (графическими, сетевыми, звуковыми платами, контроллерами и т. п.);
• Дополнительные программы , расширяющие возможности операционной системы.

Основным отличием системного программного обеспечения от других его видов является то, что оно не нацелено на выполнение каких-либо практических или специфических задач. Оно лишь обеспечивает правильную работу других программ, являюсь своеобразной «прослойкой» между оборудованием компьютера с одной стороны и программным кодом пользователя с другой, обеспечивая их корректное взаимодействие.

Прикладное программное обеспечение

Этот класс ПО самый обширный. Именно к нему и относится большинство программ, которые мы используем в своей повседневной жизни. Браузеры, проигрыватели аудио и видеофайлов, графические и текстовые редакторы, антивирусные пакеты , бухгалтерские и другие программы, выполняющие различные расчёты и вычисления – все это, как и многие программы, разработанные для выполнения конкретных действий, функций и пользовательских задач носит название прикладного программного обеспечения.

Инструментальное ПО

Этот вид программного обеспечения является весьма специфическим ПО. С одной стороны, его также можно было бы отнести и к прикладному виду, но с другой стороны, в силу специфики своего применения и использования, оно выделено в отдельный вид (хотя точнее было бы назвать его подвидом прикладного).

Основной функцией для программ инструментального ПО является предоставление возможности по проектированию, созданию, отладке и сопровождению программного кода, т. е. по сути дела – это различные среды программирования: компиляторы с языков высокого уровня, отладчики, редакторы и пр.

Дело в том, что любой компьютер, любое вычислительное, цифровое устройство наших с вами слов «не понимает». Такие устройства работают со своим «машинным языком» - двоичным кодом . Но программирование напрямую в «машинный код» представляет собой определённые трудности для написания программ. Поэтому и было разработано специализированное программное обеспечение, которое переводит более простые для понимания слова программных «языков высокого уровня» в «машинный код». Такие программы получили название компиляторы и интерпретаторы .

Разница состоит в том, что компилятор позволяет получить готовый к выполнению файл, а интерпретатор, файл, который можно запустить на компьютере, только при помощи его самого. Кстати, написанный текст программы, содержащий команды на языке высокого уровня, получил название «исходный код» (на компьютерном сленге – «исходник»).

Справедливости ради необходимо заметить, что файлы программ содержат машинный код не в «двоичной», а как правило, в «шестнадцатеричной» системе исчисления. А специальная системная программа, встроенная в операционную систему – «командный процессор», «переведёт» «шестнадцатеричный» код в «двоичный». Сделано это для того, чтобы сократить размер программных файлов, так как «шестнадцатеричная» форма записи намного компактнее.

Распространение программного обеспечения

Распространение любого программного обеспечения сопровождают специальным документом, в котором чётко оговорены все права и обязанности сторон, передающих и использующих это ПО.

По способу использования и распространения все ПО условно делят на:

1. Бесплатно распространяемые программы . Как правило, их можно свободно копировать и распространять абсолютно бесплатно. Распространитель при этом, может взимать плату, но не за само программное обеспечение, а, например, за услуги записи на носитель, канал передачи данных и т. п.;
2. Свободно распространяемое ПО . Как и в случае с «бесплатным» денег за такие программы никто не взимает, но основным отличием от первого, является возможность вносить изменения в программный код и распространять новые версии полученного ПО вместе со своими изменениями. Таким образом, «свободное» ПО распространяется вместе с исходным кодом;
3. Открытое ПО . ПО условиям лицензии в обязательном порядке распространяется с открытым исходным кодом;
4. Закрытое ПО . Является частной собственностью своих авторов и распространяется строго на определённых условиях. Это может быть, как денежное вознаграждение, так и иные виды вознаграждений не противоречащие законодательству, которые разработчик может потребовать за его использование. Например, это может быть условно бесплатное распространение, при котором для возможности использования программы потребуется пройти регистрацию на сайте. Как правило, распространяется без исходных кодов.

Заключение

Программное обеспечение является одним из необходимых условий функционирования любой, вычислительной (или как сейчас говорят - цифровой) системы. И неважно, какое оно – встроенное ли в оборудование, загружаемое ли с внешнего носителя, в любом случае только при его правильной работе компьютерная система будет выполнять те действия, которые от неё требуются.

Знание и умение работать с ПО – обязательное условие для любого пользователя, в противном случае даже лёгкая проблема, которая решается за пять минут будет вводить в ступор и приводить не только к потере времени, но и денежных средств.

– Игорь (Администратор)

Практически каждый пользователь задавался вопросом "что такое программное обеспечение", поэтому в рамках данной статьи я постараюсь раскрыть простыми словами некоторые базовые основы.

Примечание : Данная статья предназначена для начинающих и обычных пользователей, а посему не содержит многих технических деталей и особенностей, только основные пояснения в простой форме.

Что такое программное обеспечение простыми словами?

Далеко не все электронные устройства могут выполнять что-либо ценное с точки зрения человека, просто подключившись к розетке. А если быть чуть более ближе к правде, то сегодня практически каждое электронное устройство попросту бесполезно без специальных машинных кодов, будь то зашитых еще во время производства или же устанавливаемых пользователем во время использования. Поэтому вначале рассмотрим само определение что такое программное обеспечение.

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность специальных команд для управления аппаратными устройствами, как по средствам прямой подачи сигналов, так и через другое программное обеспечение. Если говорить простыми словами, это все то, что позволяет вам набирать тексты в редакторах, играть в игрушки, рисовать диаграммы и выполнять все ьл, что можно сделать при помощи имеющихся устройств (железяк в компьютере).

Примечание : Данное определение является весьма упрощенным. В различных стандартах вы можете найти более детальное описание. Однако, практически в каждом из них определение отличается от других.

Стоит сразу отметить, что программное обеспечение часто приравнивают к программам или же приложениям. С точки зрения части стандартов, отличия могут быть и чаще всего касаются наличием документации по эксплуатации (у программного обеспечения). Однако, в обыденной жизни такое сравнение считают несущественным и поэтому эти термины считают синонимами.

В основном, программное обеспечение делят на два типа: системное и прикладное программное обеспечение. Системное ПО предназначено для взаимодействия с устройствами, например, компьютера (те же драйвера), а так же для обеспечения нормального функционирования (например, программы дефрагментации диска и прочие). Прикладные программы предназначены для решения пользовательских задач. Например, офисные пакеты, графические редакторы и прочее.

Иногда, еще выделяют операционную систему, хотя по сути, она так же является системным ПО. Просто последнее деление удобно в тех случаях, когда необходимо указать, что прочие системные и прикладные программы не могут быть использованы без операционной системы.

Так же программное обеспечение делят по другим признакам, по таким как коммерческим или бесплатным методам распространения, использованию сети (нужно или нет), открытости или закрытости исходного кода, различия в версиях (обычно, по доступности функциональности, например, про и лайт версии), по основному предназначению (к примеру, игры и офисные пакеты).

Если раньше дополнительные деления прикладного и системного ПО были не столь важны (в отличии от основного), то сегодняшнее многообразие программ просто делает их наличие необходимым для каталогизации. Вполне вероятно, что со временем признаков деления программ станет еще больше, ведь информационная область растет большими темпами.

Теперь, вы знаете о том, что такое программное обеспечение простыми словами, для чего оно применяется и чем различается.

Рис. 100.

Программы - это упорядоченные последовательности команд. Цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Состав программного обеспечения (ПО) компьютера называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками, существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т. е., мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию (рис. 100). Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней.

Рассмотрим уровни программного обеспечения.

Базовый уровень

Самый низкий уровень программного обеспечения. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые программные средства хранятся в микросхемах ПЗУ. Программы и данные записываются в микросхемы ПЗУ на этапе производства. В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяются перепрограммируемые постоянно запоминающие устройства (ППЗУ - англ. Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM).

Системный уровень

Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т.е. выполняет «посреднические» функции. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств - они входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы (ОС) компьютера. Наличие ОС - непременное условие для возможной практической работы человека с компьютером.

Служебный уровень

Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) изначально включают в состав ОС, например программа дефрагментации дисков, восстановление системы и т.д. (в Windows - это программы, которые находятся в категории Служебные).

Прикладной уровень

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания.

К прикладным программным средствам относят:

• - текстовые редакторы - предназначены для создания и редактирования текста. Дополнительные функции состоят в автоматизации процесса ввода и редактирования. В качестве примера можно привести программу Notepad (Блокнот);
• - текстовые процессоры. Основным отличием текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать тексты, но и внедрять в него графики, формулы, таблицы и других объекты. Классическим примером текстового процессора является Microsoft Word;
• - графические редакторы - предназначены для создания или обработки графических изображений.

Различают: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (ЗО-редакторы). Самый простой пример растрового графического редактора, который присутствует на каждом компьютере - Paint. Растровые изображения имеют несколько видов расширения: jpeg или jpg, png, gif, bmp и др. Второй пример графического растрового редактора - Adobe Photoshop. Photoshop имеет огромный функционал, поддержку большого числа плагинов (программные модули, динамически подключаемые к основной программе и предназначенные для расширения и/или использования ее возможностей) и инструментов. Позволяет работать в различных цветовых моделях и с различными расширениями файлов.

Векторный графический редактор CorelDRAW из пакета CorelDRAW Graphics Suite представляет собой мощный профессиональный продукт для создания различного рода графики и анимации. Тем не менее благодаря встроенной развитой системе обучения и справки программа весьма проста для освоения даже новичками в области векторной графики.

В качестве второго примера векторного графического редактора можно привести свободно распространяемую программу Inkscape. Она обладает большими возможностями для создания высококачественных иллюстраций или рисования плакатов. Данная программа подойдет для создания и обработки векторной графики как начинающим пользователям, так и для серьезной работы опытным пользователям.

Редакторы трехмерной графики служат для создания фильмов, компьютерных игр, графического дизайна, изобилующих анимацией, визуальными эффектами. Широкое распространение подобные программы нашли в области машиностроения, архитектуры, производства потребительских товаров и т.п. В качестве примера можно привести такие программные продукты, как Autodesk Maya, Autodesk 3ds Max:

- системы управления базами данных (СУБД). Основными функциями СУБД являются: создание незаполненной структуры базы данных, предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы, обеспечение возможности доступа к данным, а такие предоставления средств поиска и фильтрации.

Принято делить СУБД на настольные и промышленные. Примером настольных СУБД служат: Access, FoxPro. Промышленные СУБД ориентированы на создание информационных систем, оперирующих большим объемом информации с повышенным требованием безопасности, например: Oracle, MS SQL Server:

• - электронные таблицы - представляют собой программный инструмент, предназначенный для хранения различных типов данных, проведения над ними расчетов. Самое популярное средство работы с электронными таблицами - программа Excel;
• - системы автоматизированного проектирования (САПР) - предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре.

Наиболее распространенной САПР в мире является программа AutoCAD (англ. Computer-Aided Design) - двух- и трехмерная система автоматизированного проектирования и черчения. В качестве примера российской САПР можно привести систему ADEM (англ. Automated Design Engineering Manufacturing), предназначенную для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства;

• - настольные издательские системы - позволяют осуществлять электронную верстку широкого спектра основных типов документов: информационного бюллетеня, цветной брошюры, каталога, справочника. Примерами таких программ являются: Corel Ventura, Page Maker, QuarkXPress, Frame Maker, MS Publisher;
• - экспертные системы - предназначены для анализа данных, содержащихся в базе знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя.

Экспертные системы способны в сложной ситуации (при недостатке времени, информации или опыта) дать квалифицированную консультацию (совет, подсказку), помогающую специалисту или менеджеру принять обоснованное решение. База знаний экспертной системы содержит сведения о предметной области (медицина, юриспруденция и т.п.) и правила - набор инструкций, применяя которые к известным фактам можно получать новые факты. В качестве примера можно привести программную экспертную систему CLIPS (англ. С Language Integrated Production System);

• - web-редакторы (HTML-редакторы) - позволяют создавать с минимальными временными затратами простые и сложные, красиво оформленные Web-страницы. Одним из наиболее популярных HTML-редакторов в мире является программа Adobe Dreamweaver;
• - браузеры (обозреватели) - программные средства, предназначенные для просмотра web-сайтов. Наиболее популярными являются программы Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera;
• - бухгалтерские системы (системы автоматизации бухгалтерского учета) - предназначены для автоматизации подготовки бухгалтерских документов предприятия и их учета, для подготовки регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности.

Бухгалтерский учет в крупных предприятиях ведется при помощи современных ERP (англ. Enterprise Resource Planning System - система планирования ресурсов предприятия) - систем, позволяющих автоматизировать не только бухгалтерский учет, но и управление производством. В этих целях обычно используются такие системы, как SAP, Oracle E-Business Suite, 1С:Предприятие, Microsoft Dynamics NAV (Navision), ERP «Галактика» и др.;

- финансовые аналитические системы - предназначены для использования уже накопленных, проверенных, объединенных финансовых показателей. При этом можно выделить несколько базовых функциональных возможностей подобных программ: систематизация информации, расчет аналитических показателей и коэффициентов, формирование отчетов презентационного качества.

К финансовым аналитическим системам относятся такие программы, как Project Expert, позволяющая решать задачи разработки бизнес-плана, проектирования развития бизнеса, анализа инвестиционных проектов для предприятий любой отраслевой принадлежности и масштабов деятельности.

Audit Expert - программа для анализа финансового состояния предприятия на основании его финансовой отчетности позволяет осуществлять временной, структурный, финансовый анализ, расчет различных финансовых показателей, получение отчетов и заключений по результатам анализа.

К служебным программным средствам относят:

- диспетчеры файлов (файловые менеджеры) - с помощью программ данного класса выполняется большинство операций, связанных с работой с файлами: копирование, перемещение, переименование, удаление, поиск файлов.

Типичными представителями этого класса программ являются FAR Manager, Total Commander, FreeComander;

- средства сжатия данных (архиваторы) - программы, которые осуществляют сжатие данных в один файл архива для более легкой передачи или компактного их хранения.

Из числа наиболее популярных программ можно выделить: ARJ, РКРАК, LHA, ICE, HYPER, ZIP, РАК, ZOO, RAR;

- средства диагностики - предназначены для тестирования компьютера или отдельных компонентов. Выдают подробную информацию о его состоянии, функциональности и возможных программных и физических неполадках.

Диагностика - систематизированный способ поиска неисправностей с последующим их устранением. Среди программ диагностики можно выделить SiSoftware Sandra (англ. System ANalyser, Diagnostic and Reporting Assistant) - это информационная и диагностическая программа. Она предоставляет практически всю информацию об аппаратном и программном обеспечении компьютера. Другая программа - 3DMark, ориентированная исключительно на измерение производительности видеосистемы;

средства контроля (мониторинга) - позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. В случае опасности предусмотрена возможность предупреждения, отключения компьютера или же изменения режима работы некоторых устройств.

В качестве примера можно привести программу MB Probe, с помощью которой можно снимать температуру от нескольких термодатчиков, определить напряжения ядра процессора и материнской платы, держать под контролем обороты вентиляторов. Температура винчестера, атрибуты внутренней системы диагностики S.M.A.R.T., а также напряжения датчиков оборотов вентиляторов материнской платы могут быть представлены с помощью утилиты SpeedFan;

• - средства коммуникации (коммуникационные программы) - позволяют общаться в реальном времени с людьми, находящимися на расстоянии от вас. К коммуникационным программам относят ICQ, Skype, Yahoo massager, Google Talk и др.;
• - средства обеспечения компьютерной безопасности - включают в себя антивирусы, межсетевые экраны (файерволы), программы для шифрования данных и антишпионы.

К антивирусному программному обеспечению данной категории относят Kaspersky Virus Removal Tool - программу разработанную специалистами лаборатории Касперского для сканирования компьютера на наличие вредоносных программ. Kaspersky A VP Tool находит и изолирует: вирусы, трояны, черви, шпионские и рекламные модули, все типы руткитов и тому подобные вредоносные программы. Другая популярная программа Dr.Web Curelt! - бесплатный антивирус для сканирования, обнаружения и удаления (лечения) компьютеров под управлением Windows.

В качестве примера межсетевого экрана можно привести такую программу, как Comodo Internet Security - бесплатный пакет для комплексной защиты компьютера от вирусов, троянов, других вредоносных программ и хакерских атак. Его действие заключается в блокировании установки вирусов, червей, шпионских программ, модификации критических файлов системы, кроме того, встроенный планировщик заданий позволяет проводить сканирование по расписанию, есть функция ежедневного автоматического обновления вирусной базы данных и т.д.

SUPERAntiSpyware Free - программа для обнаружения и удаления шпионских, рекламных и вредоносных программ, червей, руткитов (программа для скрытия следов присутствия злоумышленника или вредоносной программы в системе) и другого подозрительного программного обеспечения. Этот антишпион позволяет проводить полное, настраиваемое сканирование жестких дисков, портативных устройств, памяти, реестра, отдельных папок и файлов.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Что называется программой? Дайте определение понятию «программная конфигурация».
• 2. Начертите схему уровней программного обеспечения.
• 3. Дайте характеристику базовому уровню программного обеспечения.
• 4. Что называется драйвером устройства? Опишите назначение программ системного уровня.
• 5. Каково назначение утилит? Поясните назначение программ системного уровня. Приведите примеры подобных программ.
• 6. Перечислите программы, которые относят к прикладному уровню программного обеспечения.
• 7. Какие типы программ, относящиеся к графическим редакторам, вы знаете?
• 8. Поясните основные функции систем управления базами данных. Приведите примеры программ данного класса.
• 9. В чем особенности экспертных систем?
• 10. Раскройте назначение финансовых аналитических систем. Приведите примеры программ данного класса.
• 11. Перечислите программы, относящиеся к служебным программным средствам.
• 12. Какой класс программ позволяет выполнять основные операции над файлами? Приведите примеры.
• 13. В чем отличие программ, предназначенных для диагностики и мониторинга компьютерных систем?
• 14. Что относится к средствам обеспечения компьютерной безопасности? Перечислите и опишите соответствующие программы.
• 15. Разработайте таблицу, которая содержит рассмотренные виды программного обеспечения, установленные на вашем компьютере.