Программные средства эвм. Реферат: Программное обеспечение ЭВМ Программное обеспечение эвм на предприятии

Программное обеспечение (ПО) - комплекс программ обеспечивающих обработку или передачу данных предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями. Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами.

Операционная система - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Сейчас в мире известны и обсуждаемы 2 операционные системы:

• - Windows-семейство операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении.
• - MS-DOS - коммерческая операционная система фирмы Microsoft для IBM PC-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS - самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливавшаяся на большинство IBM PC-совместимых компьютеров. Со временем она была вытеснена ОС семейства Windows 9x и Windows NT.

Один из важных элементов программного обеспечения ЭВМ - это язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением. Популярные языки программирования: паскаль - язык программирования общего назначения, один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах ВУЗов, является базой для ряда других языков; бейсик- семейство высокоуровневых языков программирования, который был разработан в 1963 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени, он предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних компьютеров.

Программа - это упорядоченные последовательности команд.

Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и нее осуществляет вывод данных на устройство вывода все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

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. мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивает распределение ПО на несколько взаимодействующих между собой уровней.

Уровни ПО представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на ПО предшествующих уровней.

Программное обеспечение современного компьютера очень разнообразно в соответствии с многообразием задач, решаемых пользователями с его помощью, и множеством операций, выполняемых устройствами компьютера.

Программное обеспечение делится на следующие виды:

• - программы начальной загрузки компьютера;
• - операционные системы (ОС);
• - файловая система;
• - операционные оболочки, предназначенные для обеспечения удобного для пользователя способа работы с файлами и запуска прикладных программ;
• - драйверы устройств.

Другой класс программного обеспечения - прикладное ПО.

В прикладном ПО можно выделить следующие группы программных средств (ПС):

• - ПС для обработки текстов;
• - ПС для обработки числовой информации;
• - ПС для обработки графической информации;
• - ПС для обработки звуковой информации.;
• - ПС, обеспечивающие работу в телекоммуникационных сетях;
• - ПС, обеспечивающие автоматизированное хранение информации - системы управления базами данных (СУБД);
• - ПС, используемые в процессах управления и диагностики;
• - ПС, применяемые для проведения исследовательских и проектно-конструкторских работ;
• - ПС, используемые в обучении - электронные учебники, тренажеры, тесты и пр.;
• - Игровые программы;
• - Программы, созданные пользователе

Для хранения и обработки больших объемов информации используются базы данных. Телефонный справочник является базой данных, в которой хранится информация об организациях. Записная книжка является базой данных, в которую записывается информация о людях. Библиотечный каталог является базой данных, которая хранит информацию о книгах. Каждая база данных хранит информацию о большом количестве объектов одинакового типа. Объекты одного типа обладают одинаковым набором свойств, поэтому база данных хранит для каждого объекта значения этих свойств. База данных позволяет упорядоченно хранить данные о большом количестве однотипных объектов, обладающих одинаковым набором свойств. В настоящее время широкое распространение получили компьютерные базы данных. Система управления базами данных - это приложение, позволяющее создавать базы данных и осуществлять в них сортировку и поиск данных. Осуществляется с помощью Microsoft Excel, Microsoft Word иOpen Office Writer.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Под программным обеспечением понимают совокупность программных средств для ЭВМ, обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование их аппаратных средств, а также разработку, отладку и выполнение любых задач пользователя с соответствующим документированием, где в качестве пользователя может выступать как человек, так и любое внешнее устройство, подключенное к ЭВМ и нуждающееся в ее вычислительных ресурсах.

К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

Технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное программирование и др.)

Методы тестирования программ;

Анализ качества работы программ

Документирование программ.

Все программы по характеру использования и категориям пользователей подразделяются на два класса – утилитарные программы и программные продукты.

Утилитарные программы (программы для себя) предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего утилитарные программы исполняют роль сервиса в технологии обработки данных либо являются программами решения функциональных задач, не предназначенных для широкого распространения.

Программный продукт – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленные к реализации как любой вид промышленной продукции.

Программные продукты можно классифицировать по разным признакам. Наиболее общей является классификация, в которой основополагающим признаком служит сфера использования:

Аппаратная часть компьютеров и сетей ЭВМ

Технология разработки программ

Функциональные задачи различных предметных областей.

Исходя из этого, выделяют три класса программных продуктов:

1) Системное программное обеспечение

2) Инструментарий технологий программирования

3) Пакеты прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (например: пакеты прикладных программ общего назначения, методо-ориентированные пакеты прикладных программ, проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ, пакеты прикладных программ глобальных сетей ЭВМ и т.д.).

Системное программное обеспечение ЭВМ

Управляет всеми ресурсами ЭВМ (центральным процессором, памятью, вводом-выводом) и осуществляет общую организацию процесса обработки информации и интерфейсы между ЭВМ, пользователем, аппаратными и программными средствами.

Структура системного ПО:

BIOS – базовая система ввода-вывода – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера, загрузки ОС в оперативную память и обеспечения взаимодействия ОС и приложений с различными устройствами ПК.

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств, обеспечивающих:

1) Управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием

2) Управление выполнением программ, запуск программ на выполнение

3) Всевозможные вспомогательные функции обслуживания

4) организация хранения информации во внешней памяти

5) поддержку интерфейса пользователя.

Таким образом, операционная система – это совокупность программ для организации диалога пользователя с компьютером, для управления аппаратурой и ресурсами, для запуска программ и выполнения многих других функций.

Каждая ОС состоит как минимум из трех обязательных частей:

1) ядро, командный интерпретатор, переводчик с программного языка на язык машинных кодов

2) специальные программы для управления различными устройствами – драйверы

3) удобная оболочка, с которой общается пользователь - интерфейс

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор ОС.

Исходя из выполняемых функций, ОС делятся на однозадачные и многозадачные.

Однозадачные ОС - предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей. Типичным представителем таких ОС является MS-DOS.

Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени (т.е. в памяти ЭВМ находится несколько программ и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами). Представителями подобного класса ОС являются: Microsoft Windows 98, UNIX.

Еще один критерий – число пользователей ОС.

ОС бывает однопользовательской (предназначенной для обслуживания одного клиента: Windows 98) и многопользовательской (рассчитанной на работу с группой пользователей одновременно: Windows NT/2000/XP…)

Следующий критерий: тип интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические).

Также ОС делятся на сетевые и локальные. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных. Появление сетевых ОС обусловлено появлением локальных и глобальных сетей. Они предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями сетевых ОС являются Windows NT Server, UNIX, Solaris фирмы Sun и т.д.

В большинстве случаев сетевые ОС устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов. Все остальные ОС будут считаться локальными и могут использоваться на ПК, а также на отдельном компьютере, подключенном к сети в качестве рабочей станции или клиента.

Основные особенности ОС WINDOWS

1. Вытесняющая многозадачность и многопоточность. Многозадачность может быть кооперативной и вытесняющей. При вытесняющей многозадачности распределением процессорного времени между программами занимается сама ОС. Она выделяет каждой задаче фиксированный квант времени процессора. По истечении этого кванта времени система вновь получает управление, чтобы выбрать другую задачу для активизации.

Многопоточность означает, что работающие программы могут разделяться на несколько частей, самостоятельно претендующих на процессорное время. Это обеспечивает одновременное выполнение программой нескольких, не связанных друг с другом операций.

2. Графический пользовательский интерфейс, использующий графический режим видеомонитора.

3. Подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play (включай и работай). Дополнительные устройства подключаются специальными программами – мастерами, распознающими устройство. Если устанавливаемое устройство поддерживает технологию Plug&Play, то Microsoft Windows автоматически его обнаружит и выдаст инструкции Мастера Установки.

4. Наличие коммуникационных программных средств и программ для поддержки компьютерных сетей.

5. Наличие средств мультимедиа.

6. Интеграция с глобальной сетью Интернет. Интерфейс пользователя можно настроить на работу в Интернет. В этом случае Рабочий стол принимает вид Web- страницы, а ярлыки действуют как Web-ссылки, которые могут указывать не только на файлы компьютера, но и на данные в сети Интернет. В число программ, реализующих интеграцию с Интернет входят: программа Подключение к Интернет; программа электронной почты Outlook Express и т.д.

7. Повышение надежности и качества управления. Введены дополнительные программы, которые осуществляют проверку системных файлов, очистку и проверку диска, автоматическое техническое обслуживание, архивацию данных.

В 1992-1995 г. большинство компьютеров работало в среде MS-DOS под управлением операционной оболочки Windows 3.1, а затем основной стала операционная система Windows 95, в состав которой входит MS-DOS.

Летом 1998 года выпускается новая операционная система Windows 98 , которая по своей концепции принципиально не отличается от предыдущей версии. Однако Windows 98 гораздо стабильнее и надежнее, имеет улучшенный графический интерфейс, который представляет эффективную, надежную, универсальную среду работы. Нововведения касаются следующих позиций:

Интеграция с глобальной сетью Интернет

Повышение надежности и качества управления

Повышение производительности работы.

WindowsNT - сверхстабильная, надежная система, рассчитанная прежде всего на работу, а не на разные игры-развлечения: случаи ошибок и зависаний при работе в Windows NT встречаются крайне редко. Большая часть достоинств NT проявляется лишь в сетевом режиме работы, т. е. в связке с другими компьютерами.

Windows 2000 – была выпущена в нескольких вариантах: серверном (Server), для установки на главный, управляющий компьютер сети, и клиентском (Professional) – для рабочих станций.

Windows XP – первая ОС Microsoft с полностью настраиваемом интерфейсом. Нововведение: можно работать с компакт-дисками, как с обычными дискетами, перетаскивая на чистый диск нужные файлы непосредственно в Проводнике.

Под именем Windows XP была представлена целая линия операционных систем:

· Корпоративные: ОС Windows XP Server и Windows XP Professional

· Домашняя: Windows XP Home

Windows Server 2003 Standard Edition – сетевая ОС для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации:

· Поддерживает совместное использование файлов и принтеров

· Предоставляет безопасное подключение к Интернету

· Позволяет централизовать развертывание настольных приложений.

Семейство UNIX

Словом UNIX обозначается не одна ОС, а целое семейство ОС, предназначенных для больших промышленных компьютеров. UNIX создавалась прежде всего для профессионалов. Для данного семейства было важно обеспечить:

· Совместимость (программы, написанные под одну UNIX-систему д.б. работать и на другой)

· Переносимость (м.б. подстроить под любой компьютер)ъ

· Настраиваемость (каждый программист мог вносить в нее свои исправления, адаптируя ее под конкретный компьютер)

Операционная система Linux

Была создана в 1991 году Линусом Торвальдсом. Разительно отличается от всех других ОС:

· Единственная ОС, созданная любителем (в качестве дипломного проекта), распространяемая бесплатно.

· Открытая архитектура (ядро Linux распространяется в виде «исходных текстов» и открыто для изменения)

· Сегодня Linux уже устанавливается не только на серверы, но и на готовые ПК и даже ноутбуки.

Программой называется последовательность машинных команд, позволяющая получить требуемый результат при заданных начальных (исходных) данных. Совокупность программ различного назначения носит название программного обеспечения (ПО). Возможности компьютеров в большей мере определяются наличие развитого программного обеспечения.
Программное обеспечение принято подразделять на четыре класса: прикладное, системное, вспомогательное и инструментальное.
Системное программное обеспечение, к которому относились операционные системы, драйверы устройств, операционные надстройки и оболочки, предназначено для управления аппаратными ресурсами компьютера.
Операционная система (ОС) — это главный программный комплекс, осуществляющий управление вычислительного процесса. ОС объединяет множество элементарных операций при работе с внешними устройствами и памятью в подпрограммы, которые затем используются другими программами. Командный процессор операционной системы взаимодействует с пользователем и обрабатывает команды, набранные пользователем. На железнодорожном транспорте применялись широко известные в свое время такие ОС как MS DOS и CP/M.
Для управления работой аппаратных устройств — клавиатуры, дисплея, принтера, расширенной памяти используются программы — драйверы. Принцип работы драйверов заключается в том, чтобы каждую команду — например, записи на диск представить в виде набора элементарных операций — включение двигателя, перемещения магнитной головки и т.п. В операционной системе MS-DOS, начиная с версии 2.0 принята концепция устанавливаемых драйверов, т.е драйверов, хранящихся на диске в виде файлов.
Операционные надстройки и операционные оболочки разработаны с учетом включения в операционные системы удобного пользовательского интерфейса, который предусматривает реализацию движения курсора по меню, нажатие на определенные клавиши для выполнения требуемых функций.

Операционные надстройки предназначены для удобной работы пользователя с каталогами и файлами. Они позволяют изображать содержание каталогов на дисках, копировать, переименовать файлы и каталоги, просматривать файлы различных форматов (текстовые, архивированные, базы данных, электронные таблицы), изменять атрибуты файлов, осуществлять поиск файлов на диске. Примером такой программы является Norton Commander.
Операционные оболочки , как следует из их названия, представляют собой комплекс различных программных средств. В их число входят драйверы различных устройств, коммутационные программы (для связи нескольких компьютеров между собой), программы фоновой печати (печать происходит параллельно с выполнением других программ), программы общего назначения: текстовый и графический редактор, календарь, калькулятор.
Оболочки значительно расширяют возможности операционной системы.
Утилиты — это системные программы вспомогательного назначения. Их основное назначение — создание дополнительных возможностей для пользователей. Это программы оптимизации и динамического сжатия диска, фоновой печати, антивирусные программы, архиваторы и многое другое. Распространение получили также комплексы программ утилитов, к их числу относятся Norton Utilities и PC Tools Deluxe.
Некоторые системные программы постоянно находились в памяти компьютера. Такие программы носят название резидентных в памяти программ. Существовали два типа резидентных программ: резидентные утилиты и всплывающие программы.
Резидентными утилитами (программами TSR) называются программы, которые загружаются в память и доступны даже в те моменты, когда работает другая прикладная программа.
Всплывающими программами (pop-up) называются в памяти программы, которые хоть и загружаются в память, но не выполняются до тех пор, пока пользователь не нажмет определенную комбинацию клавиш или не произойдет некоторое событие (например, получение сообщения по сети). Следует обратить внимание, что всплывающие программы снижают быстродействие компьютера. К всплывающим программам относились программы-фильтры, “перехватывающие” те обращения к операционной системе, которые теоретически могут использовать компьютерные вирусы: запись в выполняемые и системные файлы, запись на диск по абсолютному адресу, форматирование диска. Действие программ-фильтров было основано на программном перехвате действий, которые казались подозрительными: чаще всего это были перехват команд на запись данных в файл.
Диагностические программы предназначены для тестирования электронных устройств компьютеров, гибких и жестких магнитных дисков. Наиболее распространены программы тестирования магнитных дисков. Такие программы проверяют таблицу размещения файлов, структуру каталогов, наличие ошибок на диске. Ход проверки отображается на экране; при обнаружении ошибок пользователю предлагался один или несколько способов исправления. Из программ диагностики наиболее часто можно было увидеть программу NDD из комплекса Norton Utilities.
Коммуникационные программы предназначены для связи компьютеров и обмена файлами между ними.
Программы-архиваторы — один из видов наиболее распространенных программ-утилит, позволяющих сохранять файлы в сжатом виде. Для определения списка упакованных файлов архивный файл содержит оглавление, где указаны название заархивированных файлов и их атрибутов, исходный размер файла и после сжатия, процент сжатия или отношение сжатого файла к исходному, код циклического контроля.

Все архиваторы обладали схожим перечнем возможностей. Они архивировали (упаковывали) файлы, исключали часть файлов из числа архивирующих, создавали саморазархивирующие архивы, сохраняли файлы в архиве под паролем. Пожалуй самым распространенным на железных дорогах архиватором являлся архиватор ARJ, который используется и до настоящего времени.
Для защиты программного обеспечения от компьютерных вирусов используют специализированные антивирусные программы. Пожалуй самыми распространенными на железных дорогах антивирусными программами являлись Dr.Web и Касперский.
Значительную часть программного обеспечения, применяемого на железнодорожном транспорте составляют прикладные программы. Наиболее часто персональный компьютер использовался в качестве мощной печатающей машинки.
Типичный набор возможностей текстового редактора, которые использовали специалисты железнодорожного транспорта включал в себя команды: считывания и записи текстового файла на диск, перемещения курсора по тексту, стирания, вставки и замены символов, поиска символов в тексте и их замены, форматирования документа, установки межстрочных интервалов, нумерации страниц.

Очень существенным достоинством для текстового редактора было его оснащение программами для проверки правильности написания слов — спеллерами. Спеллер содержал словарь, по которому осуществлялась проверка. Если обнаруживалось неизвестное слово, то пользователю выдавалось предупреждение — звуковой сигнал (в редакторе Лексикон), или специальное окно (в редакторе Word). Следует отметить, что последний редактор завоевывал популярность благодаря наличию функции Автокоррекция, позволяющую автоматически в процессе набора текста исправлять наиболее часто повторяющиеся ошибки пользователя. Наличие спеллера позволяло уменьшить количество орфографических ошибок, что очень важно при написании указаний, отчетов и телеграмм.

Табличные процессоры , называемые часто электронными таблицами (spreadsheets), использовались для математической обработки больших массивов данных. Наличие в них огромного числа (до нескольких десятков) математических, статистических финансовых функций, средств для отображения данных в виде различных диаграмм и графиков, делало их незаменимыми при формировании отчетов по итогам работы, прогнозов на будущие периоды и многого другого.
Системы управления реляционными базами данных (СУБД) использовались для хранения и обработки больших объемов числовой, текстовой и графической информации.
Первоначально, ориентируясь на то, что СУБД позволял осуществлять многочисленные операции (просмотр и редактирование записей, поиск по заданному критерию (условию), выполнение математических, логических и других функций), начали разрабатываться программы, в которых пользователь мог самостоятельно формировать текст запроса. Но возникающие при этом у рядовых специалистов трудности с освоением этого специфического языка программирования, а также проблема защиты данных от несанкционированного изменения привели к отказу от этой идеи.

Скорее всего единственный вид программ, который не нашел применение в управлении перевозочным процессом — это графические редакторы. Их возможности от самых простейших(прорисовка линий, окружностей и других графических примитивов) до мощнейших (работа по принципу Natural-Media, создание ландшафтов природы, эффектов отражения света, тени, генерация облаков, гор, волн на воде и т.п.) оказались невостребованными.
В то же время силами научно-исследовательских институтов, вычислительных центров железных дорог, коммерческих фирм разработано большое количество программ по ведению статистической отчетности, расчетам плана формирования грузовых поездов, определению тарифов и другим вопросам. Написание таких специализированных программ осуществлялось с помощью всех существовавших в момент разработки языков программирования. Поэтому можно найти программы написанные на Ассемблере, Си (C), Бейсик (Basic), Паскаль(Paskal), Фортран (fortran) и других языках. Однако даже на сегодняшний день многие эксплуатационные задачи на железнодорожном транспорте программно до сих пор не реализованы.

Система управления контейнерным парком

Программное обеспечение (ПО, software) представляет собой набор специальных программ, позволяющих организовать обработку информации с использованием ПК.

Поскольку без ПО функционирование ПК невозможно в принципе, оно является неотъемлемой составной частью любого ПК и поставляется вместе с его аппаратной частью (hardware ).

Программа – полное и точное описание последовательности действий (инструкций) компьютера по обработке информации, написанное на языке, понятном компьютеру.

Программное обеспечение (ПО) – совокупность специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к выполнению на ЭВМ и организующих прохождение их через машину, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.

Обрабатывают информацию, управляют работой компьютера программы , а не устройства.

Новинки программного обеспечения уже давно доминируют над новыми аппаратными разработками. Комплект ПО по стоимости превосходит (иногда в несколько раз) стоимость компьютера адекватного класса.

Для эффективного использования компьютера должно соблюдаться соответствие между уровнем развития вычислительной техники и программного обеспечения. С одной стороны, ПО определяет функциональные возможности компьютера. С другой, установка конкретного ПО может быть ограничена конструктивными особенностями компьютера.

Назначение ПО:

• обеспечение работоспособности компьютера;
• облегчение взаимодействия пользователя с компьютером;
• сокращение цикла от постановки задачи до получения результата;
• повышение эффективности использования ресурсов компьютера.

Программное обеспечение позволяет:

• усовершенствовать организацию работы вычислительной системы с целью максимального использования ее возможностей;
• повысить производительность и качество труда пользователя;
• адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы;
• расширить ПО вычислительной системы.

Максимальное использование возможностей вычислительной системы достигается, во-первых , за счет выделения каждому пользователю или задаче минимально необходимых ресурсов для своевременного и качественного решения его задач, во-вторых , за счет подключения к ресурсам вычислительной системы большого числа пользователей (в том числе и удаленных), в-третьих , путем перераспределения ресурсов между различными пользователями и задачами в зависимости от состояния системы и запросов на обработку.

Повышение производительности и качества труда пользователей происходит за счет автоматизации процедур расчетного и оформительского характера, реализуемых с помощью разнообразных средств программирования (алгоритмических языком, пакетов прикладных программ) и удобных устройств ввода-вывода информации.

Адаптируемость программ пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы обеспечивается тем, что операционная система содержит средство обслуживания большого диапазона машинных конфигураций. Кроме того, операционная система позволяет создавать и легко настраивать существующие программы на различные устройства ввода-вывода.

Расширение существующего ПО предполагает наличие следующих возможностей:

• создание пользователем собственных программ и пакетов, реализующих как конкретные расчетные задачи, так и процессы управления отдельными устройствами и всей вычислительной системой в целом;
• дополнение существующего ПО программами, позволяющими расширять возможности операционной системы, работать с новыми типами внешних устройств, новыми вычислительными системами (компьютерами), в новых областях применения.

ПО ориентировано на использование вычислительных систем в различных сферах деятельности и должно обеспечивать своевременное и адекватное поставленным задачам решение. Это вызывает необходимость соблюдения ряда требований при разработке компонентов ПО , основными из которых являются:

• модульность;
• наращиваемость и развитие;
• надежность;
• предсказуемость;
• удобство и эргономичность;
• гибкость;
• эффективность;
• совместимость.

Основные принципы разработки современного программного обеспечения:

• параметрическая универсальность;
• функциональная избыточность;
• функциональная избирательность.

Программы на компьютер можно установить двумя способами:

• Инсталляцией с дистрибутива
• Простым копированием

Первый (низший) уровень иерархии занимает внутреннее программное обеспечение ПЭВМ, сохраняемое в ее постоянной памяти. С его помощью ПЭВМ выполняет основные функции, определяемые аппаратной структурой. Программы внутреннего ПО работают непосредственно с аппаратными модулями компьютера. Вследствие этого они функционально связаны с ними и при замене определенного аппаратного модуля требуется заменить и программу внутреннего ПО, предназначенную для работы с ним.

Программы, обслуживающие аппаратные модули, называются драйверными программами или драйверами . Они позволяют при замене или подключении нового аппаратного модуля не производить изменений в других программах ПЭВМ, а только сменить драйвер соответствующего аппаратного модуля.

Внутреннее ПО представляет собой программный интерфейс, обеспечивающий взаимосвязь работы компьютера со всеми остальными программами. Доступ к программам внутреннего ПО производится только через систему программных прерываний.

Внутреннее ПО выполняет следующие основные функции:

• управляет широким набором периферийных устройств;
• осуществляет быструю проверку работоспособности ПЭВМ при ее включении;
• устанавливает отдельные аппаратные модули в исходное состояние;
• загружает программы ОС.

Основными элементами внутреннего ПО служат драйверы ввода-вывода, программа самопроверки и программа первоначальной загрузки . Внутреннее ПО взаимодействует, с одной стороны, с функциональными модулями ПЭВМ, а с другой стороны, реализует программный интерфейс операционной системы.

Программа самопроверки предназначена для проверки функциональных модулей ПЭВМ, т.е. установки схем компьютера в начальное состояние путем загрузки программных регистров необходимой информацией. При проверке отдельных функциональных модулей ПЭВМ в них могут быть обнаружены неисправности. Программа самопроверки сообщает пользователю об обнаруженных неисправностях с помощью сообщений на экране и (или) звукового сигнала.

При обнаружении ошибки проверку компьютера можно продолжить с помощью диагностических программ, загружаемых с дискеты. Если ошибка не нарушает работоспособности ПЭВМ, то по желанию пользователя ею можно пренебречь. Если в состав ПЭВМ включается новый функциональный модуль, то к общей программе самопроверки добавляется программа самопроверки данного модуля.

При успешном завершении самопроверки ПЭВМ готова к работе. Управление через программное прерывание передается программе начальной загрузки. Эта программа предназначена для считывания в оперативную память остальных компонентов операционной системы. При успешном выполнении этой операции управление передается только что считанной программе.

Драйверы ввода-вывода используются для обслуживания периферийных устройств ПЭВМ. Эти программы работают непосредственно с соответствующими контроллерами, что позволяет пользователю не знать физической организации конкретного устройства и работать только с командами драйвера, реализующими его обслуживание.

Драйверы имеют следующие особенности:

• открытую структуру, что позволяет добавлять в систему новые драйверы;
• гибкость организации доступа к драйверам через программные прерывания, что позволяет не фиксировать их в строго определенных областях памяти, быстро и легко их заменять;
• настраиваемую структуру, ориентирующую драйверные программы на определенный класс периферийных устройств, параметры которых размещены в специальных таблицах. Драйверы настраиваются на конкретные периферийные устройства при помощи изменений значений в этих таблицах;
• резидентное размещение в оперативной памяти, позволяющее использовать драйвер в любой момент времени из любой программы.

К основным драйверным программам относятся: драйвер жесткого диска, драйвер видеоадаптера, драйвер клавиатуры, драйвер печатающего устройства, системные драйверы (установка таймера, проверка конфигурации компьютера, определение емкости ОЗУ), дополнительные драйверы (драйвер связи и др.).

Операционная система занимает второй (средний) уровень иерархии ПО. Она управляет ресурсами компьютерной системы, к которым относятся оперативная и внешняя память, устройства ввода-вывода и программы пользователя. ОС взаимодействует с компьютером через интерфейс внутреннего ПО. Это дает возможность ПЭВМ, имеющим аппаратные различия, работать с одной и той же операционной системой.

ОС представляет собой набор программ управления ПЭВМ.

Состав ПО определяется кругом задач, которые пользователь предполагает решать с помощью компьютера.

По назначению, т.е. в зависимости от класса решаемых задач, ПО обычно разделяют на две основные группы: Общее (базовое) и прикладное.

Классификация программного обеспечения по функциональному назначению

Схема общей классификации ПО

– совокупность программ, обеспечивающих работоспособность компьютера; комплекс программ, которые осуществляют организацию вычислительного процесса и управление ресурсами компьютера.

– совокупность программных средств, позволяющих разрабатывать программы.

– совокупность программ, предназначенных для решения задач из различных сфер человеческой деятельности.

После изучения главы 4 студент должен:

знать

• основные понятия и классификацию программного обеспечения;
• назначение и виды операционных систем;
• основные характеристики и системные объекты операционной системы Windows, средства ее графического интерфейса;
• назначение и строение файловой системы;
• основные типы файлов, их обозначение расширением имени;
• назначение основных сервисных программ;

уметь

• работать с файлами и папками;
• архивировать файлы;
• выполнять вход в компьютерную систему, регистрацию и завершение работы;

владеть

• навыками использования модифицирующих и навигационных клавиш клавиатуры, перезагрузки компьютера в случае зависания;
• навыками работы с манипулятором мышь с системе Windows;
• навыками создания, именования, копирования, перемещения папок и файлов с помощью интерфейса и команд папки, Проводника, файлового менеджера;
• навыками поиска файлов по параметрам;
• навыками удаления папок и файлов, восстановления из Корзины Windows.

Основные понятия программного обеспечения

Программный принцип управления компьютером

Программа – полный, достаточный набор команд, выполнение которых заставляет компьютер вести себя определенным образом и за конечное число шагов решить конкретную задачу .

Программа на языке программирования или в машинном коде описывает действия, которые компьютер должен выполнить в виде точной и подробной последовательности команд обработки данных. Программа подобна рецепту: содержит список ингредиентов (так называемых переменных) и инструкций (команд), указывающих компьютеру действия с переменными. Переменные могут представлять числа, текст, графические изображения и др.

Программное обеспечение – совокупность программ и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение является информационной компонентой компьютера, в отличие от устройств – физической, аппаратной компоненты, и предназначено для многократного использования и применения разными пользователями. Без программ компьютер бесполезен.

Программирование – разработка программ для решения задач на ЭВМ. Оно состоит из следующих этапов:

• формулировка задачи, общего плана решения;
• составление алгоритма – набора операций, команд на языке программирования;
• трансляция программы на языке программирования в машинные коды, преобразование текста программы в форму, воспринимаемую устройствами компьютера;
• отладка, устранение ошибок, улучшение, применение программы.

Алгоритм – метод описания решения задачи (проблемы) через конечную последовательность шагов (этапов), следуя которым преобразование исходных данных приведет к результату. Происхождение слова связывают с именем математика Аль-Хорезми (из Хорезма, Средняя Азия), в IX в. разработавшего правила выполнения арифметических операций над многозначными числами.

Свойствами алгоритма решения задачи являются:

• дискретность – разбиение процесса обработки данных на отдельные операции;
• определенность (точность) – однозначное выполнение каждого действия;
• результативность – получение результата за конечное число шагов;
• понятность – включение только таких команд, которые входят в систему команд данной программы, операционной системы или процессора.

Алгоритмизация – этап решения задачи, на котором по формулировке задачи разрабатывается алгоритм.

Программист пишет программу на каком-либо языке программирования, состоящем из правил написания программ, и описывает алгоритм, используя слова, буквы, символы, знаки, математические операторы и др. Программа, написанная на языке программирования, называется исходным текстом. Программист меняет исходный текст, редактирует, изменяет, вставляет новые команды. Отлаживая программу, устраняя ошибки, создавая модификации и версии, может подключать другие программы как компонент или саму программу вставлять в другую программу как компонент.

Языки программирования высокого уровня (Бейсик, Паскаль, Си, Делфи, Фортран, Си++ и др.) позволяют писать программы в наглядном, воспринимаемом человеком виде, не зависящем от типа ЭВМ. Исходный текст программы преобразуют в машинный код, понимаемый и выполняемый компьютером. Этот этап называют трансляцией и выполняют с помощью специальных программ: компиляторов, интерпретаторов.

Языки программирования низкого уровня (например, Ассемблер) допускают непосредственное обращение к некоторым устройствам (например, к регистрам процессора) и предназначены для определенного типа ЭВМ.

Машинная команда – элементарная инструкция, выполняемая машиной автоматически без дополнительных указаний. Машинные команды подразделяются но видам выполняемых операций на арифметические и логические операции с данными, операции пересылки данных, обращения к внешним устройствам и передачи управления, а также обслуживающие и вспомогательные операции. Команды хранятся в памяти в двоичном коде. Машинная команда содержит код выполняемой операции, указания на операнды (данные для операции) и размещение получаемого результата. Команда в программу может подаваться извне – вводом данных от пользователя или другой программы. Машинная программа – последовательность команд решения задачи на языке вычислительной машины (в кодах машины).

• См. также Гражданский кодекс РФ, ст. 1261. Программы д ля ЭВМ: "Программой для ЭВМ является представленная η объективной форме совокупность данных и команд, предназначенных для функционирования ЭВМ и других компьютерных устройств в целях получения определенного результата, включая подготовительные материалы, полученные в ходе разработки программы для ЭВМ, и порождаемые ею аудиовизуальные отображения".