Программы - это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами
Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т. е. работают на основе межпрограммного интерфейса.
Существуют следующие виды программного обеспечения
1.Базовое программное обеспечение – самый низкий уровень программного обеспечения. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми программными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ – Read Only Memory). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.
К базовому программному обеспечению относится базовая система ввода-вывода.
BIOS (BIOS Basic Input/Output System) – набор программ небольшого размера, в функции которых входят начальное тестирование оборудования и обеспечение взаимодействия компонентов компьютера. Имеется несколько видов BIOS, но наиболее важной в компьютере является системная BIOS, в функции которой входят:
• тестирование компьютера при включении питания с помощью специальных тестовых программ;
• поиск и подключение к системе других BIOS, расположенных на платах расширения;
• распределение ресурсов между компонентами компьютера.
Физически BIOS — это набор микросхем постоянной памяти (ROM, Read Memory — только для чтения), расположенных на материнской плате.
2.Системное программное обеспечение (System Software) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
Системнoe программное обеспечение направлено:
1. На создание операционной среды функционирования других программ;
2. На обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
3. На проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
4. На выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).
Системное программное обеспечение носит общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.
3.Пакеты прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.
Пакеты прикладных программ служат программным инструментарием функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку различных предметных областей. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.
4.Инструментарий технологии программирования – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения программных продуктов.
Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика.
Инструментарий технологии программирования делится на следующие группы:
1. Средства для создания приложений, включающие: локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ; интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;
2. CASE-технологии (Computed Aided Software Engineering) – система конструирования программ с помощью компьютера, представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.
Операционные системы: назначение и классификация
Операционная система компьютера представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой с другой стороны. В соответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций.
- предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобней работать и которую легче программировать;
- повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторыми критерием.
Операционная система (ОС) - это программа, которая предназначена для управления всеми физическими и логическими ресурсами компьютера и способная создавать интерфейс между пользователем и компьютером.
Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами.
Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:
1. Одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
2. Одно- и многопользовательские ( в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);
3. Непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
4. Несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.
Примеры ОС: MS DOS, Windows 98/2000, Windows XP, Lunix и др.
Основные характеристики Windows
1. 32-разрядная архитектура означает, что операции над 32-разрядным данными выполняются заметно быстрее, чем в 16-разрядных операционных системах, поскольку в них требуется программная реализация над 32-разрядными данными.
2. Многозадачность - способность "одновременно" (параллельно) выполнять несколько программ. ОС настолько оперативно реагирует на потребности той или иной программы, что создается впечатление одновременности их работы.
Многозадачность может быть кооперативной многозадачностью при которой (cooperative multitasking) операционная система не занимается решением проблемы распределения процессорного времени. Вытесняющей многозадачностью при которомраспределением процессорного времени между программами занимается операционная система.
3. Многопоточность операционной системы означает, что работающие программы (процессы) могут разделяться на несколько частей, самостоятельно претендующих на процессорное время. Это обеспечивает одновременное выполнение программой нескольких не связанных друг с другом операций.
4. Графический пользовательский интерфейс обеспечивает удобства в запуске и переключении приложений (программ Windows). Основными компонентами пользовательского интерфейса являются рабочий стол и панель задач (обеспечивает запуск и переключение приложений).
5. Подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play. Система самостоятельно создает и изменяет файлы конфигурации, распознает конкретное техническое устройство, производит его автонастройку. Подобная технология получила название Plug and Play — "включай и работай", т. е. эта технология ориентирована на поддержку любого типа устройств, включая мониторы, видеоплаты, принтеры, звуковые карты, модемы, приводы CD, контроллеры магнитных дисков.
6. Пользование виртуальной памяти. Виртуальная память — расширение адресного пространства задачи, полученное за счет использования части внешней памяти.
15. Сервисные программы и их виды. Программы обслуживания дисков. Архиваторы.
Программы-архиваторы
Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, упаковки файлов путем сжатия хранимой в них информации.
Сжатие информации – это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.
Архивный файл – это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.
Архиваторы применяются:
1) При передаче информации по телефонным линиям (через модемы), с целью сокращения времени и стоимости передачи информации по каналам связи;
2) При создании дистрибутивов программных комплексов;
3) При создании архивов файлов;
4) При размещении информации на гибких носителях.
Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файлаАрхивация (упаковка) – помещение (загрузка) исходных файлов в архив в сжатом или несжатом виде.
Разархивирование (распаковка) – процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой они имели до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.
Программы архиваторы позволяют создавать и такие архивы, для извлечения из которых содержащихся в них файлов не требуются какие-либо программы, так как сами архивные файлы могут содержать программу распаковки. Такие архивные файлы называются самораспаковывающимися.
Самораспаковывающийся архивный файл – это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы-архиватора и имеет расширение *.ехе.
В настоящее время применяются наиболее популярные программы-архиваторы: ARJ, WinRar, WinZip и др.
WinRAR — это 32-разрядная версия архиватора RAR для Windows, мощного средства создания архивов и управления ими. Существует несколько версий RAR для разных операционных систем, в частности, RAR для Windows, Linux, FreeBSD, DOS, OS/2, Mac OS X.
RAR для Windows поставляется в двух вариантах:
- версия с графическим интерфейсом пользователя (GUI) – WinRAR.exe;
- консольная версия – Rar.exe, запускаемая из командной строки и работающая в текстовом режиме.
Некоторые отличительные особенности WinRAR:
- полная поддержка архивов RAR и ZIP;
- использование оригинального высокоэффективного алгоритма сжатия данных;
- наличие графической оболочки с поддержкой технологии перетаскивания (drag & drop);
- возможность использования интерфейса командной строки;
- управление архивами других форматов (CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO);
- поддержка метода непрерывного (solid) архивирования, при котором может быть достигнута на 10 – 50% более высокая степень сжатия, чем дают обычные методы, особенно если упаковывается значительное количество небольших файлов однотипного содержания;
- поддержка многотомных архивов;
- создание самораспаковывающихся (SFX) обычных и многотомных архивов с помощью стандартного или дополнительных модулей SFX;
- возможность восстановления физически поврежденных архивов;
- возможность создания и использования томов для восстановления, позволяющих воссоздавать недостающие части многотомных архивов.
- поддержка кодировки Unicode в именах файлов;
- наличие других дополнительных функций, например, шифрования данных и имён файлов в архиве, добавления архивных комментариев, ведения протокола ошибок и пр.
Дисковые дефекты и программы устранения дефектов на дисках
Основными операциями по обслуживанию магнитных дисков являются следующие операции: устранение дефектов на дисках, оптимизация размещения информации на диске с целью доступа к ней, чистка магнитных дисков от ненужной информации для высвобождения дискового пространства, и как следствие, ускорение доступа к информации.
Дефекты разделяют на логические и физические. Логические дефекты заключаются в нарушении файловой структуры диска или содержимого системной области диска — загрузочной записи и таблицы размещения файлов. Причинами появления логических дефектов могут быть сбои в работе компьютера, неправильные действия пользователя или деструктивные действия компьютерных вирусов. При этом возможно появление так называемых потерянных кластеров (недоступных ни из одной папки) или совмещенных файлов (имеющих общие кластеры). В результате логических дефектов может возникать замусоривание дискового пространства, иметь невозможность доступа к элементам файловой структуры диска, неправильная обработка информации из-за взаимовлияния файлов. Для устранения логических ошибок может использоваться, например, программа ScanDisk.
Физические дефекты проявляются в невозможности правильного чтения и/или записи данных на отдельных участках магнитного диска из-за механических повреждений, неудовлетворительного качества, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска. Вовремя обнаруженные физические дефекты опасности не представляют, поскольку кластеры с дефектными секторами помечаются как дефектные и в дальнейшем не используются. Новые, но не обнаруженные физические дефекты могут привести к потере определенной части данных. Особенно опасны физические дефекты в системной части диска, так как при этом могут оказаться недоступными целые фрагменты файловой структуры.
Наибольший вклад в ускорение доступа к магнитным дискам из числа указанных способов вносит устранение фрагментации файлов.
Для проведения дефрагментации дисков можно использовать утилиту Speed Disk из комплекта Norton Utilities. В составе Windows имеется дефрагментатор Disk Defragmenter, включенный по соглашению с фирмой Semantec. Данная программа обеспечивает дефрагментацию диска и проверку наличия логических дефектов.
16 Прикладное программное обеспечение (ППО). Классификация ППО: вмды, назначения примеры.
Прикладное программное обеспечение это один вариант классификации программных средств. ППО включает в себя: программные средства общего назначения (Текстовые процессоры (редакторы), издательские системы, графические системы, домонстрационная графика, системы управления базами данных(СУБД), интегрированные системы),программыные средства специального назначения (авторские системы, экспертные системы, гипертекстовые системы, системы мультимедиа, организаторы работ), программные средства профессионального уровня (системы автоматизации рабочего места (АРМ), системы автоматизированного проектирования, автоматизированные системы научных исследований, автоматизированные системы управления, педагогические комплексы, системы телеоммуникаций).
Текстовые редакторы (процессоры) – специальные программы, предназначенные для работы с документами (текстами), позволяющие компоновать, форматировать, редактировать тексты при создании пользователем документа. Обычно они включают в себя дополнительные функции по работе с блоками текста и объектами.
Графические системы – пакеты, предназначенные для обработки графической информации.
Компьютерная графика в настоящее время является одной из самых динамично развивающихся областей программного обеспечения. Она включает в себя ввод, обработку и вывод графической информации – чертежей, рисунков, картин и т.д. – средствами компьютерной техники. Различные типы графических систем позволяют быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или видеокамеры, создавать анимационные ролики.
Графические редакторы позволяют пользоваться различным инструментарием художника, стандартными библиотеками изображений, наборами стандартных шрифтов, редактированием изображений, копированием и перемещением фрагментов по страницам экрана и др.
Графические пакеты делятся на пакеты обработки растровой графики и изображений, и пакеты векторной графики.
Графические пакеты растровой графики предназначены для работы с фотографиями и включают в себя набор средств по кодированию фотоизображений и цифровую форму. Признанный лидер среди пакетов данного класса – Adobe Photoshop. Известны также пакеты Aldus Photo Styler, Picture Publisher, Photo Works Plus.
Пакеты для работы с векторной графикой предназначены для профессиональной работы, связанной с художественной и технической иллюстрацией с последующей цветной печатью (на рабочем месте дизайнеров, например), занимают промежуточное положение между пакетами для систем автоматизированного проектирования (САПР) и настольными издательскими системами.
Пакеты данного класса в настоящее время обладают достаточно широким набором функциональных средств для осуществления сложной точной обработки графических изображений и включает в себя:
- инструментарий для создания графических изображений;
- средства выравнивания (по базовой линии и странице, по сетке, пересечению, ближайшей точке и т.п.);
- средства манипулирования объектами;
- средства обработки текста в части оформления и модификации параграфов, работы с различными шрифтами;
- средства импорта (экспорта) графических объектов (файлов) различных форматов;
- средства вывода на печать с соответствующей настройкой экранного образа на полиграфическое исполнение;
- средства настройки цвета.
Своеобразным стандартом в этом классе является пакет CorelDraw. Можно также отметить такие пакет, как Adobe Illustrator, Aldus Free Hand, Professional Draw.
Пакеты демонстрационной графики являются конструкторами графических образов деловой информации, призванные в наглядной и динамической форме представлять результаты некоторого аналитического исследования.
Работа с пакетами этого типа строится по следующей схеме: разработка общего плана представления, выбор шаблона для оформления элементов, формирование и импорт элементов, таких, как текст, графики, таблицы, диаграммы, звуковые эффекты и видеоклипы. Программы просты в работе и снабжены интерфейсом, почти не требующим дополнительного изучения. К наиболее популярным пакетам данного типа относится PowerPoint, Harvard Graphics, WordPerfect Presentations, Freelance Graphics.
Системы управления базами данных – предназначены для автоматизации процедур создания, хранения и извлечения электронных данных. Многие существующие экономические, информационно-справочные, банковские, программные комплексы реализованы с использованием инструментальных средств СУБД.
Для различных классов компьютеров и операционных средств разработано множество СУБД, отличающихся по способу организации данных, формату данных, языку формирования запросов. Наиболее распространенными пакетами для ЭВМ типа IBM PC являются dBase, Paradox, MS Access, Oracle.
Авторские системы представляют интегрированную среду с заданной интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнить информационным содержанием своей предметной области. Такие авторские инструментальные системы разработчики создают по целевому назначению для специалистов в некоторой предметной области.
Экспертная система – это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. Экспертные системы призваны решать задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний.
Кроме того, эти системы должны уметь объяснять свое поведение и свое решение. Принципиальным отличием экспертных систем от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения.
Принято выделять в экспертных системах три основных модуля:
- модуль базы знаний;
- модуль логического вывода;
- интерфейс с пользователем.
Экспертные системы, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии и социологии, криминалистике, лингвистике и т.д.
Мультимедиа – это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения. Появление и широкое распространение компакт-дисков (CD-ROM) сделало эффективным использование мультимедиа в рекламной и информационной службе, сетевых телекоммуникационных технологиях, обучении.
Помимо программных средств компьютер при этом должен быть оборудован дополнительными платами, позволяющими осуществлять ввод-вывод аналоговой информации, ее преобразование в цифровую форму.
0включает программы для подготовки видеоматериалов для создания мультимедиа представлений, демонстрационных дисков и стендовых материалов.
Организаторы работ. Организаторы работ – это пакеты программ, предназначенные для автоматизации процедур планирования использования различных ресурсов (времени, денег, материалов) как отдельного человека, так и всей фирмы или ее структурных подразделений. Целесообразно выделить две разновидности пакетов данного класса: управления проектами и организации деятельности отдельного человека.
Пакеты первого типа предназначены для сетевого планирования и управления пакетами. Достаточно простые и удобные в использовании, эти программные средства позволяют быстро спланировать проект любой величины и сложности, эффективно распределить людские, финансовые и материальные ресурсы, составить оптимальный график работ и проконтролировать его исполнение.
Пакеты второго типа представляют собой своего рода электронных помощников делового человека. Такие пакеты, как Lotus Organizer, ACTI, выполняют функции электронных секретарей и предназначены для эффективного управления деловыми контактами.
Системы автоматизации рабочего места (АРМ). Системы автоматизации рабочего места – это специальные программно-технические комплексы обеспечения рабочего места оператора, диспетчера, конструктора, технолога и др., оснащенное средствами вычислительной техники для автоматизации процессов переработки и отображения информации, необходимой для выполнения производственного задания.