Московский государственный университет печати. Программное обеспечение ЭВМ
Системного программное обеспечение можно разделить на:
§ Базовое программное обеспечение (base software) - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера,(как правило, поставляется вместе с компьютером). В базовое программное обеспечение входят: операционная система; операционные оболочки (текстовые и графические);сетевая операционная система.
§ Сервисное программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя – утилиты,(может быть приобретено дополнительно)
Что такое 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 ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
§ осуществление диалога с пользователем;
§ ввод-вывод и управление данными;
§ планирование и организация процесса обработки программ;
§ распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
§ запуск программ на выполнение;
§ всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
§ передача информации между различными внутренними устройствами;
§ программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.
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 трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.
Кроме того, именно ОС обеспечивает возможность индивидуальной настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы именно с этими компонентами.
Ещё не так давно работы по настройке приходилось выполнять пользователю вручную, а сегодня производители компонентов компьютерной техники разработали протокол plug-and-play (включил - заработало). Этот протокол позволяет операционной системе в момент подключения нового компонента получить информацию о новом устройстве, достаточную для настройки ОС на работу с ним.
В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:
§ однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;
§ однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;
§ однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;
§ многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.
§ 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.
Что такое программы-оболочки.
Оболочки - это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги.
Самая популярная у пользователей IBM-совместимого ПК оболочка - пакет программ Norton Commander. Он обеспечивает:
§ создание, копирование, пересылку, переименование, удаление, поиск файлов, а также изменение их атрибутов;
§ отображение дерева каталогов и характеристик входящих в них файлов в форме, удобной для восприятия человека;
§ создание, обновление и распаковку архивов (групп сжатых файлов);
§ просмотр текстовых файлов;
§ редактирование текстовых файлов;
§ выполнение из её среды практически всех команд DOS;
§ запуск программ;
§ выдачу информации о ресурсах компьютера;
§ создание и удаление каталогов;
§ поддержку межкомпьютерной связи;
§ поддержку электронной почты через модем.
Что такое сетевые операционные системы.
Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.
Что такое утилиты
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 за счет применения специальных алгоритмов упаковки информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ-архиваторов очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее их хранить, предварительно сжав программами-архиваторами. Представители данных программ –WinRar и WinZip.
§ антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами. Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий - портит файлы, "засоряет оперативную память и т.д. Представители антивирусного семейства программ – Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus
Согласно исследованию организации AVIEWS (Antivirus Information & Early Warning System), Sophos обнаруживает не менее 80 процентов неизвестных зловредных кодов, значительно опережая многие другие весьма популярные и именитые программы. Второе место занял «Антивирус Касперского», который обнаруживает 65 процентов угроз. Интересно, что третье место с 60 процентами занял Ikarus, не известная широким массам программа. А такая именитая программа, как Panda, показала всего 10%.
Программы для создания резервных копий информации позволяют периодически копировать важную информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дополнительные носители. Представители программ резервного копирования – APBackUp, Acronis True Image.
Программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
Программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
Коммуникационные программы, предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов. Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения. Представители коммуникационных программ – Venta Fax, Cute FTP.
Программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
Программы для печати экрана бывают весьма полезны при использовании графических программ для вывода на печать содержимого экрана, так как отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы. Представители программ для печати экрана – SnagIt, HyperSnap-DX.
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.
Инструментальные системы
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. Структура системного программного обеспечения
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.
Сетевые операционные системы – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта , аудиои видеоконференции, распределенные вычисления , процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС ), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей (см. часть 1, раздел 4).
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.
12.Средство для созданий приложений.
Локальные средства разработки программ. Эти средства на рынке программных продуктов наиболее представительны и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя.
Язык программирования – формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.
Средства для создания приложений – совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ.
Языки программирования, если в качестве признака классификации взять синтаксис образования его конструкций, можно условно разделить на классы:
§ машинные языки (computer language) – языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);
§ машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) – языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);
§ алгоритмические языки (algorithmic language) – не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);
§ процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) – языки программирования, где имеется возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);
§ проблемно-ориентированные языки (universal programming language) – языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, РПГ, Симула и др.);
§ интегрированные системы программирования.
Другой классификацией языков программирования является их деление на языки, ориентированные на реализацию основ структурного программирования, и объектно-ориентированные языки, поддерживающие понятие объектов и их свойств и методов обработки. Более подробно об этом делении см. гл. 18 и 19.
Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, когда происходит преобразование исходного кода программы (source code) в объектный код (object code), который далее пригоден к обработке редактором связей. Редактор связей – специальная программа, обеспечивающая построение загрузочного модуля (load module), пригодного к выполнению (рис. 8.12).
Рис. 8.12. Схема процесса создания загрузочного модуля программы
Трансляция может выполняться с использованием средств компиляторов (compiler) или интерпретаторов (interpreter). Компиляторы транслируют всю программу, но без ее выполнения. Интерпретаторы, в отличие от компиляторов, выполняют пооператорную обработку и выполнение программы.
Существуют специальные программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения других программ, так называемые отладчики (debugger). Лучшие отладчики позволяют осуществить трассировку (отслеживание выполнения программы в пооператорном варианте), идентификацию места и вида ошибок в программе, "наблюдение" за изменением значений переменных, выражений и т.п. Для отладки и тестирования правильности работы программ создается база данных контрольного примера.
Системы программирования (programming system) включают:
§ компилятор;
§ интегрированную среду разработчика программ;
§ отладчик;
§ средства оптимизации кода программ;
§ набор библиотек (возможно с исходными текстами программ);
§ редактор связей;
§ сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;
§ справочные системы;
§ документатор исходного кода программы;
§ систему поддержки и управления проектом программного комплекса.
Средства поддержки проектов – новый класс программного обеспечения, предназначен для:
§ отслеживания изменений, выполненных разработчиками программ;
§ поддержки версий программы с автоматической разноской изменений;
§ получения статистики о ходе работ проекта.
Инструментальная среда пользователя представлена специальными средствами, встроенными в пакеты прикладных программ, такими, как:
§ библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки;
§ макрокоманды;
§ клавишные макросы;
§ языковые макросы;
§ программные модули-вставки;
§ конструкторы экранных форм и отчетов;
§ генераторы приложений;
§ языки запросов высокого уровня;
§ языки манипулирования данными;
§ конструкторы меню и многое другое.
Более подробно эти средства рассмотрены в гл. 19.
Средства отладки и тестирования программ предназначены для подготовки разработанной программы к промышленной эксплуатации.
Интегрированные среды разработки программ. Дальнейшим развитием локальных средств разработки программ, которые объединяют набор средств для комплексного их применения на всех технологических этапах создания программ, являются интегрированные программные среды разработчиков. Основное назначение инструментария данного вида – повышение производительности труда программистов, автоматизация создания кодов программ, обеспечивающих интерфейс пользователя графического типа, разработка приложений для архитектуры клиент-сервер, запросов и отчетов.
13. Прикладное ПО.
Прикладное ПО - совокупность программ для решения прикладных задач (задач пользователя).
Прикладное ПО входит в состав программного обеспечения компьютера.
Классификация прикладного ПО:
Прикладное ПО общего назначения - совокупность программ для решения общих универсальных задач. Эти программы используются большинством пользователей компьютера.
| №п\п | Виды прикладного ПО общего назначения | Назначение | Примеры программ |
| Текстовые редакторы | для создания и редактирования текста, без какого-либо оформления | Notepad или Блокнот (входит в ОС MS Windows),TextPad | |
| Текстовые процессоры | для создания и редактирования текста с оформлением (задание шрифта, размера, цвета текста, выравнивания и др.) и с внедрением таблиц, графиков и формул | MS Word, WordPad (входит в ОС MS Windows) | |
| Электронные таблицы | для обработки данных в табличной форме | MS Excel | |
| Графические редакторы: | для создания и редактирования изображений | ||
| - растровые | для работы с растровыми изображениями | MS Paint (входит в ОС MS Windows), Adobe Photoshop | |
| -векторные | для работы с векотрными изображениями | CorelDRAW, Adobe Illustrator | |
| "Просмотрщики" | для просмотра файлов универсальных форматов | ||
| 5.1 | "Просмотрщики" изображений | для просмотра изображений | CDSee, FastStone Image Viewer, FastPictureViewer |
| 5.2 | "Просмотрщики" HTML-страниц (браузеры, веб-обозреватели) | для просмотра страниц веб-сайтов | MS Internet Explorer, Mozila Firefox, Google Chrome, Opera, Safari |
| 5.3 | "Просмотрщики"медиа контента (медиаплееры, медиапроигрыватели): | для воспроизведения медиа контента | |
| -аудиоплееры | для воспроизведения аудиофайлов | AIMP, Foobar2000, Spider player,MusicBee, Media Monkey | |
| -мультимедиа-центры | для воспроизведения видео- и аудиофайлов | Windows Media Player (WMP, входит в ОС MS Windows), QuickTime Player(входит в ОС Mac OS X), Winamp, VLC media player, Media Player Classic | |
| 5.4 | "Просмотрщики" flash-контента (Flash-плееры) | для воспроизведения видео и аудиофайлов на веб-сайтах, для игр он-лайн | Adobe Flash Player |
| 5.5 | "Просмотрщик" pdf-файлов | для просмотра и печати pdf-файлов | Adobe Reader |
| Системы управления базами данных (СУБД) настольные (файл-серверные) | для управления созданием и работой с базами данных | MS Access, Paradox | |
| Компьютерные игры | для развлечения или обучения | 3D-шутер,"Кот Леопольд. Учим английский язык" | |
| Переводчики | |||
| -электронные словари | для перевода отдельных слов | ABBYY Lingvo, МультиЛекс | |
| -переводчики текстов | для перевода текста | ПРОМТ |
Прикладное ПО специального (профессионального) назначения - совокупность программ для решения более узких задач и профессиональных задач различных предметных областей (архитектуры, строительства, музыкальной и киноиндустрии)
| №п\п | Виды прикладного ПО специального назначения | Назначение | Пользователи | Примеры программ |
| Настольные издательские системы | для электронной верстки газет, журналов, книг, буклетов (составление страниц определенного размера из текста и иллюстраций для получения печатной формы) | работники типографий, редакций журналов и газет, издательств, а также работники рекламных агентств | QuarkXPress, Adobe InDesign, Adobe FrameMaker, Corel Ventura, MS Publisher | |
| Электронные энциклопедии, учебники, словари, справочники | для получения знаний в определенной сфере | школьники, студенты, научные работники, специалисты различных сфер | "Энциклопедия современной техники. Сстроительство", "Справочник мастера-строителя", "Музыкальный словарь", интерактивный мультимедиа учебник "Органическая химия" | |
| Системы автоматизированного перевода (CAT-программы) | для перевода профессиональных текстов с использованием баз знаний предметных областей | профессиональные переводчики | Trados, Deja Vu, Star Transit | |
| Серверные СУБД (клиент-серверные) | для управления созданием и работой с базами данных информационных систем | администраторы баз данных | mySQL, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enteprise, Oracle Database | |
| Редакторы трехмерной (3D) графики | для создания и редактирования трехмерной графики | художники 3D | Autodesk 3ds Max(ранее 3D Studio MAX), Autodesk Maya, Blender, Cinema 4D, ZBrush | |
| Видеоредакторы (системы видеомонтажа): | для обработки видеоматериала | |||
| -профессиональные | для монтажа фильмов, телепередач | работники кинематографа и телевидения | Adobe Premiere Pro, Grass Valley Ediu, Sony Vegas Pro | |
| -"домашние" | для монтажа "домашних" фильмов | непрофессионалы | Windows Movie Maker (входит в ОС MS Windows), Corel VideoStudio Pro, Pinnacle Studio | |
| Аудиоредакторы (системы аудиомонтажа) | для обработки аудиоматериала | |||
| -профессиональные | для записи музыкальных композиций, подготовки фонограмм для радио, озвучивания фильмов, компьютерных игр, реставрации старых фонограмм | звукорежиссеры на радио, звукозаписывающих студиях, в киноиндустрии | Adobe Audition, Steinberg WaveLab, Sony Sound Forge. Audacity | |
| -"домашние" | для записи любительских музыкальных композиций, для создания собственных рингтонов для мобильных телефонов и др. | непрофессионалы | CyberPower Audio Editing Lab, Akram Audio Editor | |
| Нотные редакторы | для создания и редактирования нотного текста с оформлением, а также для проигрывания набранного текста | работники музыкальных издательств, музыкальных учебных заведений, музыкальных театров, филармоний; композиторы, аранжировщики, дирижеры | Finale, Encore, Cakewalk Overture, Sibelius,MuseScore | |
| Экспертные системы | для решения задач некоторых предметных областей (заменяет специалиста-эксперта) | работники, занимающиеся диагностикой, конструированием, планированием, управлением | Медицина:MYCIN; военное дело:ACES; электроника:ACE; информатика: CODES, химия: DENDRAL; геология:PROSPECTOR торговля: РЕМОРАМА | |
| Системы автоматизированного проектирования (САПР, CAD/CAM/CAE) | для разработки на компьютере чертежей, схем, 3D-моделей, конструкторской и технологической документации | инженеры-конструкторы, архитекторы | Компас, AutoCAD, ZwCAD, nanoCAD Электро, BtoCAD, Стройэкспертиза BASE | |
| Геоинформационные системы (ГИС): | ||||
| -универсальные и специализированные | для создания, редактирования и анализа электронных географических карт, для поиска информации об объектах карты: городах, дорогах, зданиях, улицах, реках, рельефе, среднегодовой температуре | ГИС-специалисты, ГИС - операторы, инженеры-картографы, геологи, геодезисты, гидрологи,метеорологи | MapInfo, CREDO_DAT, ArcGIS, Arcview, GeoServer, GRASS, gvSIG, Арго, Полигон, Панорама, ГИС Метео | |
| -информационно-справочные | -для просмотра карт города и окрестностей, для поиска организаций, маршрутов транспорта, поиска проезда по городу | непрофессионалы | 2ГИС | |
| общие системы для различных предприятий и организаций: | ||||
| -интегрированные системы делопроизводства | для поддержки полного цикла документа в организации: создание документов (документирование), организация движения и учёта документов (документооборот), хранение документов (архивное дело) | делопроизводители (работники, которые отвечают за ведение документации организации) | Дело, LanDocs, Золушка, Гран-Док | |
| -бухгалтерские системы | для ведения бухгалтерского и налогового учета | бухгалтеры | 1С:Бухгалтерия | |
| -финансовые аналитические системы | для ведения аналитического учета финансово-хозяйственной деятельности организации (систематизация информации, расчет аналитических показателей и формирование отчетов) | финансовые аналитики | Альт – Финансы, Audit Expert, ИНЭК – Аналитик, ФинЭкАнализ, модуль для MS Office Excel "Excel Financial Analysis" |
14.Процедурное программирование.
Процеду́рное программи́рование - программирование на императивном языке, при котором последовательно выполняемые операторы можно собрать в подпрограммы, то есть более крупные целостные единицы кода, с помощью механизмов самого языка .
Процедурное программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена Фон Нейманом в 1940-х годах. Теоретической моделью процедурного программирования служит абстрактная вычислительная система под названием машина Тьюринга.
Основные сведения
Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты. Таким образом, с точки зрения программиста имеются программа и память, причем первая последовательно обновляет содержимое последней.
Процедурный язык программирования предоставляет возможность программисту определять каждый шаг в процессе решения задачи. Особенность таких языков программирования состоит в том, что задачи разбиваются на шаги и решаются шаг за шагом. Используя процедурный язык, программист определяет языковые конструкции для выполнения последовательности алгоритмических шагов.
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
Системы деловой графики дают возможность выводить на экран различные виды графиков и диаграмм:
гистограммы;
круговые и секторные диаграммы и т.д.
Системы научной и инженерной графики позволяют в цвете и в заданном масштабе отображать на экране следующие объекты:
графики двумерных и трехмерных функций, заданных в табличном или аналитическом виде;
системы изолиний, в том числе, и нанесённые на поверхность объекта;
сечения, проекции, карты и т.д.
Для построения легко воспринимаемых реалистических изображений трёхмерных объектов системы инженерной графики позволяют удалять линии, не видимые наблюдателю .
Существуют остроумные способы визуализации наиболее простых многомерных объектов - множеств точек. Один из них носит название "лица Чернова" (Чернов - современный американский математик).
Этим способом можно отображать 10-20-мерные множества. Суть способа такова: каждому из измерений сопоставляется один из параметров схематически изображённого человеческого лица, например, первое измерение дает отношение высоты лица к ширине, второе – размер носа, третье – расстояние между глазами и т.д.
Таким образом, каждой точке исходного множества будет сопоставлено лицо. Рассматривая эти лица, можно отобрать похожие между собой или же выделить абсолютно непохожие и тем самым произвести некую классификацию исходного множества.
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.
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. Самые популярные табличные процессоры - Microsoft Excel (Эксель) и Lotus.
В Microsoft Excel автоматизированы многие рутинные операции, специальные шаблоны помогают создавать отчёты, импортировать данные и многое другое .
Lotus - профессиональный процессор электронных таблиц. Широкие графические возможности и удобный интерфейс пакета позволяют быстро ориентироваться в нём. С его помощью можно создать любой финансовый документ, отчёт для бухгалтерии, составить бюджет, а затем разместить все эти документы в базах данных.
Одним из наиболее перспективных направлений развития вычислительной техники является создание специальных аппаратных средств для хранения гигантских массивов информационных данных, и последующей нечисловой обработки их поиска и сортировки. Для компьютерной обработки подобных баз данных используют системы управления базами данных. СУБД - это набор средств программного обеспечения, необходимых для создания, обработки и вывода записей баз данных. Различают несколько типов СУБД: иерархические, сетевые, реляционные. При работе с СУБД выделяют несколько последовательных этапов:
проектирование базы данных;
создание структуры базы данных;
заполнение базы данных;
просмотр и редактирование базы данных;
сортировку базы данных;
поиск необходимой записи;
выборку информации;
создание отчетов.
Как правило, большинство популярных систем управления базами данных поддерживают эти этапы и предоставляют удобный инструментарий для их реализации.
2. Структура программного обеспечения ПК
Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:
Системное ПО. Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.
Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.
К системному ПО относятся:
операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)
операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.
Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)
К утилитам относятся:
диспетчеры файлов или файловые менеджеры
средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)
средства просмотра и воспроизведения
средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков
средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами
средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).
Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.
Прикладное ПО. Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.
Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
К прикладному ПО, например, относятся:
Комплект офисных приложений MS OFFICE
Бухгалтерские системы
Финансовые аналитические системы
Интегрированные пакеты делопроизводства
CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)
Редакторы HTML или Web – редакторы
Браузеры – средства просмотра Web - страниц
Графические редакторы
Экспертные системы
Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал .
Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.
Пример: интегрированный пакет для написания книг, содержащих иллюстрации. Он содержит:
текстовый редактор;
орфографический корректор на 80000 слов (программу обнаружения орфографических ошибок);
программу слияния текстов;
программу формирования оглавлений и составления указателей;
автоматический поиск и замену слов и фраз;
средства телекоммуникации;
электронную таблицу;
систему управления базами данных;
модули графического оформления;
графический редактор;
возможность печати сотнями разных шрифтов и т.д.
Наиболее известные интегрированные пакеты:
Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор WinWord , 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 .
Microsoft Works - это очень простой и удобный пакет, объединяющий в себе текстовый редактор, электронные таблицы и базы данных, а также телекоммуникационные средства для соединения с другими компьютерами по телефонным линиям. Пакет ориентирован на людей, не имеющих времени осваивать сложные продукты, на начинающих пользователей, а также на домашних пользователей.
Разновидностью интегрированных прикладных программ являются органайзеры. Органайзеры - это программы-электронные секретари. Они позволяют эффективно распорядиться рабочим временем, финансовыми средствами и т.п. Обладают возможностью автоматизации регулярных действий, составления персональных и групповых расписаний, планирования встреч, ведения записной книжки. В их состав традиционной входят календарь, часы, калькулятор и т.п.
Lotus Organizer - блокнот, разбитый по секциям: календарь, список дел, адресная и телефонная книга, планировщик, записная книжка, список памятных дат.
Microsoft Project позволяет спланировать проведение проектов и представить расписание в графическом виде, что очень удобно для сложных проектов.
Инструментальное ПО. Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ.
4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:
Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows
Заключение
Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.
Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:
системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.
Список литературы
1. Алексеев В.Е. Вычислительная техника и программирование. – М.: Высшая школа, 1991.
2. Дейт К.Дж. Microsoft Office 2007 для чайников. Пер. с англ. – 8-е изд. – К.: Диалектика, 2008.
3. Каймин В. Информатика. – М.: ФиС, 2009.
4. Нуллов А. Информатика. – М.: Комус, 2009.
5. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. – М.: Инфра-М, 2009.
6. Ячиков В.М. Информатика. – М.: Норма, 2009.
7. www.chip.ru
8. www.ixbt.com
9. www.pc-zone.net
10. www.pclink.ru
© Размещение материала на других электронных ресурсах только в сопровождении активной ссылки
Контрольные работы в Магнитогорске, контрольную работу купить, курсовые работы по праву, купить курсовую работу по праву, курсовые работы в РАНХиГС, курсовые работы по праву в РАНХиГС, дипломные работы по праву в Магнитогорске, дипломы по праву в МИЭП, дипломы и курсовые работы в ВГУ, контрольные работы в СГА, магистерские диссертации по праву в Челгу.
Структура системного программного обеспечения
На рис. 8.10 представлена структура системного программного обеспечения – базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.
Базовое программное обеспечение (base software) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.
Рис. 8.10. Классификация системного программного обеспечения компьютера
В базовое программное обеспечение входят:
§ операционная система;
§ операционные оболочки (текстовые и графические);
§ сетевая операционная система.
Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.
В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.
Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:
§ одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
§ одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);
§ непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
§ несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.
Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:
§ OS/2 во всех модификациях (IBM);
§ Windows NT во всех модификациях (Microsoft);
§ Unix во всех модификациях;
§ Next Step 3.2 (Next);
§ SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);
§ Solaris 2.1 (SunSoft) – x86;
По данным опроса пользователей программных продуктов, проведенного в 1996 г., мнение респондентов относительно операционных систем распределилось так, как указано в табл. 8.1.
Операционная система MS DOS (фирма Microsoft) появилась в 1981 г. В настоящее время существуют версии 6.22 и 7.0 (в составе Windows 95), а также ее разновидности других фирм-разработчиков (DR DOS, PC DOS). Сегодня эта операционная система установлена на подавляющем большинстве персональных компьютеров. Начиная с 1996 г. MS DOS распространяется в виде Windows 95 – 32-разрядной многозадачной и многопоточной операционной системы с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.
Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система, обеспечивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:
§ поддержку графического интерфейса пользователя;
§ одновременную обработку нескольких приложений;
§ многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;
§ 32-разрядную обработку данных;
§ сжатие данных при записи на магнитные диски;
§ защиту памяти.
Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серверов баз данных (в отличие от MS DOS поддерживаются длинные имена файлов), поддержка мультипроцессорной обработки – до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC. Версия OS/2 Warp работает с мультисредой и имеет встроенный доступ в сеть Internet, систему распознавания речи VoiceType, интегрированную версию Lotus Notes Mail для передачи через Internet почты. В OS/2 могут выполняться прикладные программы Windows 3.1 и Win32s, но не могут выполняться приложения, работающие в среде Windows 95 или Windows NT. Спецификация Open 32 позволяет поставщикам программного обеспечения переносить его на новую платформу.
Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система Unix, созданная корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых систем и широкие возможности по комплексированию в составе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.
Unix обладает наиболее важными качествами, такими, как:
§ переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой;
§ поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;
§ сочетаемость с процессорами RISC.
Unix получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных персональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами. Согласно прогнозам объем мирового рынка вычислительных систем, базирующихся на ОС Unix, существенно будет возрастать, особенно с переходом к сетевым технологиям.
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.
Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы yправления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Windows 95.
Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.
Основные характеристики широко распространенной сетевой операционной системы Novell NetWare рассмотрены в гл. 7. Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:
§ возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;
§ совместную работу группы пользователей;
§ адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;
§ многозадачность и многопоточность обработки данных;
§ поддержку мультипроцессорной обработки и др.
В табл. 8.2 приведены характеристики некоторых популярных ОС.
Таблица 8.2. Характеристики операционных систем
Работа в сети ЭВМ требует использования программных продуктов для администрирования и обслуживания рабочих станций типа, например:
§ IBM Adstar Distributed Storage Manager 1.0 – средство резервного копирования в масштабах предприятия, которое позволяет обслуживать ЭВМ различных классов (мэйнфреймы, мини-ЭВМ, настольные системы), используя при этом один общий интерфейс);
§ Symantec Norton Administrator for Networks 2.0 – обеспечивает администрирование локальной вычислительной сети и управление приложениями для корпоративных сетей (масштаба предприятия);
§ Microsoft NT File and Print Service for NetWare – устраняет барьеры между NetWare и Windows NT, обеспечивает полную эмуляцию для NT возможностей среды NetWare;
§ Armon OnSite Manager – сегментирование сетей, фильтрация и поиск неисправностей в сетях масштаба предприятия и др.
Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.
Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек операционной системы MS DOS:
§ Norton Commander 5.0 – фирма Symantec (см. гл. 10);
§ XTree Gold 4.0;
§ Norton Navigator и др.
Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.
Во всем мире имеют огромную популярность такие графические оболочки MS DOS, как Windows 3.1 (см. гл. 12), Windows 3.11 for WorkGroup, которые позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор, картотека и т.п.) и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию вплоть до создания одноранговых локальных сетей.