Программное обеспечение, его структура.

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

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

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

· системное обеспечение;

· системы программирования;

· прикладное программное обеспечение.

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

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

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

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

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

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

Для эффективной борьбы с многочисленными вирусами создаются антивирусные программы:

· программы-детекторы обнаруживают файлы, зараженные вирусом;

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

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

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

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

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

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

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

– различные вспомогательные программы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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