Программное обеспечение персонального компьютера

П рограммное обеспечение персонального компьютера ( Прикладное, Системное, Инструментальное)

Под  программным обеспечением  (ПО) понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.

ПО классифицируется на:

Системное

Прикладное

Инструментальное

Программное обеспечение  призвано :

• обеспечить работоспособность ЭВМ;
• облегчить взаимодействие пользователя с ЭВМ;
• расширить ресурсы вычислительной системы;
• повысить эффективность использования ресурсов;
• повысить производительность и качество труда пользователя.

Системное программное обеспечение  — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое и коммуникационное оборудование и т.п. 

Системное программное обеспечение  организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ, оно предназначено для управления компьютером, организации решения задач и взаимодействия пользователя с аппаратными средствами компьютера.

В состав системного ПО входят:

операционные системы, сервисное программное обеспечение (оболочки, утилиты, антивирусные средства) и программы технического обслуживания (тестовые программы, программы контроля).

Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Записанная в постоянное запоминающее устройство программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате.

В Базовое ПО входят:

ОС, операционные оболочки (текстовые и графические), сетевая ОС.

Операционная система  (ОС) — это комплекс специальных программных средств, предназначенных для управления загрузкой компьютера, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами персонального компьютера. Она обеспечивает управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем.

В функции операционной системы входят:

• осуществление диалога с пользователем;
• ввод, вывод и управление данными;
• планирование и организация процесса обработки программ;
• распределение ресурсов (оперативной и сверхбыстрой памяти, процессора, внешних устройств);
• запуск программ на выполнение;
• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
• передача информации между различными внутренними устройствами;
• программная поддержка работы периферийных устройств.

ОС можно разбить на три группы:

Однозадачные ОС   предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей. Их появление было стимулировано созданием большого класса персональных компьютеров. Примером такой ОС служит операционная система MS DOS, широко применявшаяся до начала 1990-х годов.

Многозадачные ОС   обеспечивают коллективное пользование ПК в мультипрограммном режиме разделения времени, при этом в памяти ПК находится несколько программ-задач и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами. В качестве примера можно привести операционные системы UNIX, OS/2, Microsoft Windows 95, Microsoft Windows 98, Microsoft Windows 2000, Microsoft Windows Me, Microsoft Windows XP.

Сетевые ОС   связаны с появлением локальных и глобальных сетей и предназначены для обеспечения доступа ко всем ресурсам вычислительной сети, например операционные системы Novell Net, Microsoft Windows NT, UNIX, IBM LAN.

Для того, чтобы быть полноценной, ОС должна как минимум содержать следующие основные компоненты.

Файловую систему.

Драйверы внешних устройств.

Процессор командного языка.

Определенный участок диска, занятый информацией, имеющей собственное имя, называется  файлом .

Часть операционной системы, работающая с файлами и обеспечивающая хранение данных на дисках и доступ к ним, называется  файловой системой . Примеры файловых систем: FAT 32, NTFS.

Таким образом,  файловая система нацелена на выполнение следующих действий:

• определение физического расположения частей файла;
• определение наличия свободного места и выделение его для создаваемых файлов.

Драйвер – специальная программа, управляющая работой памяти или внешними устройствами компьютера и организующая обмен информацией между микропроцессором, основной памятью и внешними устройствами ЭВМ. Драйвер, управляющий работой памяти, называется диспетчером памяти .

Оболочки —  это программы для упрощения работы со сложными программными системами. Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги .  Примером может служить   пакет программ Total Commander.

Служебные программы - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. Это различные сервисные программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера, - редакторы, отладчики, диагностические программы, архиваторы, программы для борьбы с вирусами и другие вспомогательные программы.

Под  программами технического обслуживания  понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.  Они включают в себя средства диагностики и тестового контроля правильности работы ПК и его отдельных частей ,  а также специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды, осуществляющие автоматическую проверку работоспособности системы.

Утилиты — программы вспомогательного назначения, они расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы (ОС) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы компьютера.

Упаковщики — программы, позволяющие записывать информацию на дискетах в более плотном виде, то есть создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять несколько файлов в один (архивный). ( ARJ,RAR,ZIP, CAB, LZH,GIF,TIF,PCX )

Антивирусные программы — программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения. ( AVG AntiVirus Free , Avast Free Antivirus , Kaspersky Free 360 Total Security )

Прикладное программное обеспечение - непосредственно нацелено на решение профессиональных задач, снижение трудоемкости и повышение эффективности работы пользователя в различных областях человеческой деятельности. Эти программы позволяют практически полностью автоматизировать задачи, решаемые пользователем.

Наиболее широко применяются программы:

• подготовки текстов (документов) на компьютере — редакторы текстов ( текстовые редакторы - Kate, Emacs, Notepad, Блокнот, процессоры - MS Word , WordPad, LaTeX, OpenOffice.org Writer )
• подготовки документов типографского качества — издательские системы ( Adobe InDesign , Corel Ventura Publisher );
• создания и редактирования изображений – графические редакторы ( Растровые - Paint , Adobe Photoshop , Векторные - Adobe Illustrator, Corel Draw ) ;
• обработки табличных данных — электронные таблицы;
• обработки массивов информации — системы управления базами данных ( MySQL , PostgreSQL , MS SQL Server , Oracle Database );

Редакторы текстов и издательские системы предоставляют возможность подготавливать документы на компьютере.

Текстовые редакторы предназначены для управления только содержанием текстового документа.

Текстовые процессоры (например, " Word ") позволяют управлять не только содержанием, но и оформлением текста. 

Электронные таблицы обеспечивают работу с большими таблицами чисел.

Основное назначение электронных таблиц - обработка различных типов данных, представляющихся в табличной форме, например, планово-финансовые, бухгалтерские документы, небольшие инженерные расчеты.

Основное преимущество эл. таблиц , в сравнении с текстовыми процессорами (где тоже могут вестись таблицы, производиться небольшие вычисления и сортировка), в том, что содержание одних ячеек может меняться автоматически в соответствии с изменением содержания других, иными словами, в ячейках могут храниться формулы.

Наибольшей популярностью пользуются табличные редакторы Lotus1-2-3 Quatto Pro, Microsoft Excel, Super Calc и др.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют работать с большими объемами структурированных данных - базами данных (как правило, это табличные структуры).

В функции СУБД входит:

описание данных, доступ к данным, поиск, отбор данных по определенным критериям.

Графические редакторы   позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. К ним относятся редакторы растровой и векторной графики, программы обработки трехмерной графики (ЗD-редакторы).

Растровые редакторы для представления изображений используют растры, т.е. совокупности точек, имеющих свой цвет и яркость. В них удобно обрабатывать фотографии и объекты, имеющие мягкие цветовые переходы.

Основа векторного представления - линия (ее уравнение). Векторные редакторы удобны для работы с чертежами и рисованными картинками.

Редакторы трехмерной графики используются для создания пространственных графических композиций, позволяют проследить взаимодействия трехмерных объектов между собой и трехмерных объектов с источником света.  

Программные средства для решения прикладных математических (статистических) задач позволяют производить математические расчеты: решение уравнений и систем уравнений и т.д., некоторые пакеты позволяют производить аналитические (символьные) вычисления: дифференцирование, интегрирование и т.д.. Некоторые из них позволяют выводить на экран графики функций (заданных в табличном или аналитическом виде), линии уровня поверхностей, диаграммы рассеяния и т.д.. К данному виду ПО относятся такие программы как MatCad, MatLab.

Информационные системы (ИС), предоставляют широкие возможности в:

• управлении предприятием — это склад, документооборот офиса;

• бухгалтерском учете - это системы, имеющие функции текстовых, табличных редакторов и СУБД.

• анализе экономической и финансовой деятельности; их используют в банковских и биржевых структурах.

Экспертные системы  представляют собой дальнейшее развитие систем, управления базами данных. Они предназначены для анализа данных, хранящихся в базах знаний.

Системы автоматизированного проектирования  — позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера, применяются в машиностроении, строительстве, архитектуре. Широкое распространение получили такие программы как AutoCAD, ArchCaAD и др.

Инструментальное программное обеспечение используется для создания программных продуктов в любой области, включая и системные программы.

В настоящее время для создания программных продуктов используются мощные системы визуального программирования, которые включают в себя обширные библиотеки стандартных программ, специальные средства отладки и тестирования.

Системы программирования предназначены для разработки новых программ на конкретном языке программирования и включают в себя компиляторы, интерпретаторы, диалоговую среду, редакторы текстов, библиотеки стандартных подпрограмм, компоновщики, отладчики, справочные службы и т.д.

Компилятор  (составитель, собиратель) выполняет преобразование исходного текста программы, написанного на языке высокого уровня, в машинный язык, язык близкий к машинному, или в объектный модуль. Он создает законченный вариант программы на машинном языке ( exe -файл), который потом и выполняется ЭВМ. Процесс работы компилятора называется компиляцией.

Интерпретатор  (толкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

Диалоговая среда   — средство взаимодействия пользователя и ЭВМ.

Редактор текста   — программа, выполняющая набор, корректировку и печать текстов.

Библиотеки стандартных подпрограмм   — это совокупность программ, составленных на одном из языков программирования и предназначенных для выполнения узкого класса задач.

Отладчики   — программные средства, выполняющие отладку и проверку готовых программ, поиск алгоритмических и семантических ошибок в программе и тестирование программ.

Компоновщик  (также редактор связей,  линкер  — от англ. link editor, linker)  — программа, которая производит компоновку — принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает по ним исполняемый модуль.

Справочная служба   — набор программ, хранящих Справочную и пояснительную информацию.

Кроме того в инструментальное ПО входят:

SDK  (от англ. Software Development Kit) или "devkit" - комплект средств разработки, который позволяет специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определённого пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки, аппаратной платформы, компьютерной системы, видеоигровых консолей, оперативных систем и прочих платформ .

Ассемблер (от англ. assembler — рабочий-сборщик)  — компьютерная программа, компилятор исходного текста программы написанной на языке ассемблера, в программу на машинном коде.

Генератор документации   — программа или пакет программ, позволяющая получать документацию, предназначенную для программистов и/или для конечных пользователей системы, по особым образом комментированному исходному коду и, в некоторых случаях, по исполняемым модулям (полученным на выходе компилятора).

Средства анализа покрытия кода  - мера, используемая при тестировании программного обеспечения. Она показывает процент, насколько исходный код программы был протестирован.

Средства непрерывной интеграции. Непрерывная интеграция (англ. Continuous Integration)   — это практика разработки программного обеспечения, которая заключается в выполнении частых автоматизированных сборок проекта для скорейшего выявления и решения интеграционных проблем.

Средства автоматизированного тестирования, системы управления версиями,  парсеры   ( ПО для сбора данных и преобразования их в структурированный формат, работа с текстовым типом информации )и генераторы парсеров и др.

Интегрированная среда  разработки программного обеспечения (англ. IDE, Integrated development environment) — система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения. Обычно среда разработки включает в себя текстовый редактор, компилятор и/или интерпретатор, средства автоматизации сборки и отладчик. Иногда также содержит систему управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя.

Примеры сред разработки — Eclipse, Sun Studio, Turbo Pascal, Borland C++, GNU toolchain, DrPython, Borland Delphi, Dev-C++, Lazarus, KDevelop, QDevelop, QNX Momentics IDE, XCode.

Программными средствами для защиты информации в сети являются:

Firewall

Brandmauer

Sniffer

Backup

Операционная система распознает формат файла по его

По его расположению на диске

Размеру

Имени

Расширению