Тема 3:Программное обеспечение.

Вопрос 1. Классы программных продуктов.

Все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории:

1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие

выполнение необходимых пользователям работ;

2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например: • управлениересурсамикомпьютера;

• созданиекопийиспользуемойинформации;

• проверкаработоспособностиустройствкомпьютера;

• выдача справочной информации о компьютере и др.;

3) инструментальные программные системы, облегчающие процесссоздания новых программ для компьютера.

На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определенно сложились следующие группы программного обеспечения:

• операционныесистемы и оболочки;

• системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);

• инструментальныесистемы;

• интегрированныепакетыпрограмм;

• динамическиеэлектронныетаблицы;

• системымашиннойграфики;

• системы управления базами данных (СУБД);

• прикладное программное обеспечение.

Вопрос2. Системное программное обеспечение.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas- польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

• программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;

• программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы 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 заражения вирусами;

• программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

• программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

• коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

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

• программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.

Вопрос 3. Операционная система.

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать

взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера - на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативной памяти.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы. В функции операционной системы входит:

• 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.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоемкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

• программыуправлениявводом/выводом;

• программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

• процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы - драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное запоминающее устройство компьютера.

Вопрос 4. Файловая система.

Файл (англ. file - папка) - это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.

Файловая система - это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.

Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока - 512 байт.

Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге - оглавлении файлов.

Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.

Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры.

Когда пользователь подает операционной системе команду «открыть файл...», в котором указано имя файла и имя каталога, в котором размещен этот файл, то драйвер файловой системы обращается к своему справочнику, выясняет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска.

При выполнении команды «сохранить файл» драйвер файловой системы ищет на диске незанятые блоки, отмечает их, как распределенные для вновь созданного файла, и передает драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.

Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.

Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов, а также различные дополнительные справочные таблицы, служащие для повышения скорости работы драйвера файловой системы.

К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры.

Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др.

Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д.

Вопрос 5. Пакеты прикладных программ.

Пакеты прикладных программ (ППП) - это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией.

В зависимости от характера решаемых задач различают следующие разновидности ППП:

• пакеты для решения типовых инженерных, планово-

экономических, общенаучных задач;

• пакетысистемныхпрограмм;

• пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований;

• пакеты педагогических программных средств и другие.

• Каждый ППП обладает обычно рядом возможностей по методам обработки данных и формам их представления, полноте диагностики, что дает возможность пользователю выбрать подходящий для конкретных условий вариант.

• ППП обеспечивают значительное снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователей в области программирования, вплоть до возможности эксплуатации пакета без программиста.

• Часто пакеты прикладных программ располагают базами данных для хранения данных и передачи их прикладным программам.

• MicrosoftOffice. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор Word, электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Mail. Мало того, все части этого пакета составляют единое целое, и даже внешне все программы выглядят единообразно, что облегчает как их освоение, так и ежедневное использование.

Текстовый редактор - это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных.

Текстовые редакторы могут обеспечивать выполнение разнообразных функций, а именно:

• редактированиестроктекста;

• возможность использования различных шрифтов символов;

• копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой;

• контекстный поиск и замена частей текста;

• заданиепроизвольныхмежстрочныхпромежутков;

• автоматический перенос слов на новую строку;

• автоматическаянумерациюстраниц;

• обработка и нумерациясносок;

• выравниваниекраевабзаца;

• создание таблиц и построение диаграмм;

• проверка правописания слов и подбор синонимов;

• построение оглавлений и предметных указателей;

• распечатка подготовленного текста на принтере в нужном числе экземпляров и т.п.

Возможности текстовых редакторов различны - от программ, предназначенных для подготовки небольших документов простой структуры, до программ для набора, оформления и полной подготовки к типографскому изданию книг и журналов (издательские системы). Наиболее известный текстовый редактор - MicrosoftWord.

Графический редактор - это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д.

Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора.

Некоторые редакторы позволяют получать изображения трёхмерных объектов, их сечений, разворотов, каркасных моделей и т.п.

Одним из популярных графических редакторов является Microsoft Paint.

Табличный процессор - это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц.

Электронная таблица - это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки, в которых содержится числовая информация, формулы или текст.

Значение в числовой клетке таблицы может быть либо записано, либо рассчитано по соответствующей формуле; в формуле могут присутствовать обращения к другим клеткам.

Каждый раз при изменении значения в клетке таблицы в результате записи в нее нового значения с клавиатуры пересчитываются также значения во всех тех клетках, в которых стоят величины, зависящие от данной клетки.

Графам и строкам можно присваивать наименования. Экран монитора трактуется как окно, через которое можно рассматривать таблицу целиком или по частям.

Табличные процессоры представляют собой удобное средство для проведения бухгалтерских и статистических расчетов. В каждом пакете имеются сотни встроенных математических функций и алгоритмов статистической обработки данных. Кроме того, имеются мощные средства для связи таблиц между собой, создания и редактирования электронных баз данных.

В MicrosoftExcel автоматизированы многие рутинные операции, специальные шаблоны помогают создавать отчёты, импортировать данные и многое другое.

Специальные средства позволяют автоматически получать и распечатывать настраиваемые отчеты с использованием десятков различных типов таблиц, графиков, диаграмм, снабжать их комментариями и графическими иллюстрациями.

Табличные процессоры имеют встроенную справочную систему, предоставляющую пользователю информацию по конкретным командам меню и другие справочные данные. Многомерные таблицы позволяют быстро делать выборки в базе данных по любому критерию.

Самый популярный табличный процессор - MicrosoftExcel.