Лекция 16. Программное обеспечение эвм

1. Виды ПО.

2. Классификация программного обеспечения.

Программное обеспечение – комплекс программ обеспечивающих обработку или передачу данных предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями.

Программное обеспечение – совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

Программа – упорядоченные последовательности команд.

Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. 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. можно говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, 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. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установления программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Вычислительная система с ПО базового уровня не способна выполнять большинство функций, позволяет установить системное ПО.

Базовый уровень – самый низкий уровень ПО, отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными 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 – ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемах ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ – Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (флэш-технология) так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Системный уровень – переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.

Системные программы - программы общего пользования, выполняемая вместе с прикладными программами и служащая для управления ресурсами компьютера: центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Системные программы – программы предназначенные для поддержания работоспособности системы обработки информации, для повышения эффективности ее использования.

Различают программы системные управляющие и системные обслуживающие.

Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

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

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты. Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всех вычислительной системы в целом. При подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств – они входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с ПК и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. Наличие ядра ОС – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для ОС внешними, служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с ОС и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во 2 случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Поскольку между прикладным ПО и системным существует непосредственная взаимосвязь. Можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей ПК напрямую зависят от типа используемой ОС, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек – программа – оборудование.

Программы, с помощью которых пользователь непосредственно решает свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называется прикладными программами.

Прикладные программы делятся на программы общего и специального назначения. Программы общего назначения: текстовые и графические редакторы; системы управления базами данных; табличные процессоры; коммуникационные (сетевые) программы; компьютерные игры. Программы специального назначения: бухгалтерские пакеты; системы автоматизированного проектирования; экспертные системы; программы для проведения сложных математических расчетов, для профессиональной деятельности и др.

К программному обеспечению (ПО) относится вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ; методы тестирования программ; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и другое.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств.

Классификация программного обеспечения

Программное обеспечение современного ПК очень разнообразно в соответствии с многообразием задач, решаемых пользователями с его помощью, и множеством операций, выполняемых устройствами компьютера. Все программные модули взаимосвязаны через управляющие программы. Часть модулей работает во взаимодействии с пользователем, часть – автоматически. Каждая из программ выполняет свою функцию, а все вместе они обеспечивают автоматизированное выполнение информационных процессов при решении задач пользователей.

Современные программы состоят из большого числа модулей, а потому вместо термина "программа" чаще используются термины "программное средство" и "пакеты программ".

Можно выделить следующие виды программных средств: прежде всего, это программы, необходимые для управления работой самого компьютера как сложной системы. Пользователь может не знать, что это за программы и что они делают. Но большинство команд пользователя выполняется именно с их помощью. В совокупности они называются системным ПО.

К нему традиционно относят:

• программы начальной загрузки компьютера, хранятся в ПЗУ, обеспечивают проверку работоспособности основных устройств компьютера после его включения и передачу управления ОС. Часто называются базовым ПО;

• операционные системы, необходимые для управления согласованной работой всех устройств и программ компьютера, выполнения команд пользователя;

• файловая система;

• операционные оболочки, предназначенные для обеспечения удобного для пользователя способа работы с файлами и запуска прикладных программ;

• драйверы устройств, обеспечивающие программную поддержку работы конкретных устройств.

Другой класс ПО – прикладное ПО, предназначенное для решения пользователем задач из самых различных предметных областей. Существуют самые разные классификации прикладного 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;

• 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 пользователем с помощью сред программирования.

Еще один класс программного обеспечения – специальное ПО. Его отличие от системного ПО в том, что пользователь сам решает, будет ли он использовать эти ПС или нет, а отличие от прикладного ПО состоит в том, что специальные ПС используются не для решения задач из других предметных областей, а для задач, связанных с использованием непосредственно компьютера.

В специальном ПО можно выделить инструментальное ПО и сервисное ПО.

Инструментальное ПО – это всевозможные среды программирования, с помощью которых создается все многообразие программных средств. К сервисному ПО относятся антивирусные программы, программы-архиваторы и утилиты, расширяющие возможности ОС по управлению аппаратными и программными средствами.

Программное обеспечение компьютера постоянно совершенствуется. Программы модифицируются: устраняются замеченные ошибки, добавляются новые функции, пользовательский интерфейс делается более удобным. Для сложных программ составляются инструкции, пишутся обучающие версии, демонстрирующие правила работы и т.д. Все эти процессы называют сопровождением программ.

Одной из важных подсистем программного обеспечения является файловая система. В виде файлов хранятся и сами программы, и данные к ним, и результаты их работы.

Файл – это совокупность записей, логически взаимосвязанных между собой, хранящихся на внешнем носителе под определенным именем.

Файловая система – это способ хранения информации на внешних носителях.

Имя файла состоит из двух частей – собственно имени и расширения, определяющего чаще всего тип записей, составляющих содержимое файла. Кроме имени файла атрибутами файла являются тип его содержимого, дата и время создания, размер, условия предоставления разрешений на его использование, метод доступа, полный путь к файлу.

Файлы объединяются в каталоги, каждый из которых тоже имеет свое имя. Не может быть в одном каталоге двух файлов с одинаковым именем.

Контрольные вопросы

1. Что такое программное обеспечение?

2. Классификация ПО.

3. Какие программы относят к базовому ПО?

4. Что такое файловая система?

5. Какие программы относятся к сервисному ПО?

6. Какие группы программных средств выделяют в прикладном ПО?

7. Расскажите о процессе сопровождения программ.