Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАТИКУ.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
05.12.2018
Размер:
419.84 Кб
Скачать

Программное обеспечение

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и непрерывном взаимодействии.

Между программами, как и между физическими узлами и блоками, существует взаимосвязь — многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. На практике такой интерфейс обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы.

Базовый уровень

Это самый низкий уровень программного обеспечения.

В момент включения компьютера в его оперативной памяти ничего нет — ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения. Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ, всегда одинаково. Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам. Этот адрес указывает на постоянное запоминающее устройство. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода BIOS (Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры. Базовые программные средства записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Энергонезависимая память CMOS

Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS. Но эти программы не могут обеспечить работу с нестандартными устройствами вычислительной системы, поскольку изготовителям BIOS их параметры неизвестны.

Параметры устройств, входящих в конкретную вычислительную систему, хранятся в специальной микросхеме «энергонезависимой памяти» — CMOS (названной по технологии изготовления). Микросхема установлена на материнской плате и постоянно подпитывается от небольшой батарейки. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будет включаться несколько лет. Данные в микросхему CMOS могут заноситься и изменяться в процессе эксплуатации, в соответствии с аппаратной конфигурацией данной вычислительной системы. Настройка компьютерной системы выполняется средствами программы SETUP, которая входит в состав BIOS. Основная задача настройки — обеспечить возможность автоматического определения состава вычислительной системы средствами BIOS. Дополнительная задача — оптимизировать настройки и повысить эффективность всей системы в целом. Программа SETUP может быть запущена сразу после включения питания нажатием определенных клавиш. Неквалифицированные изменения настроек микросхемы CMOS могут привести к выходу из строя всей вычислительной системы.

Системный уровень

Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т. е. выполняют «посреднические» функции. От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом.

Операционная система

Среди всех системных программ особое место занимает операционная система — программа, которая загружается при включении компьютера.

Операционная система — комплекс системных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой — она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней — прикладных и большинства служебных приложений.

Драйверы

Важным классом системных программ являются драйверы — программы, отвечающие за взаимодействие с конкретным устройством. Они расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высокого уровня, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, с пользователем.

Служебный уровень

Программное обеспечение этого уровня взаимодействует и с программами базового уровня, и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их называют еще утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Программы этого уровня дополнительно устанавливаются на компьютере.

Диспетчеры файлов

Обеспечивают удобный и наглядный способ общения с компьютером. С помощью программ данного класса выполняют большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание папок, удаление файлов и папок, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Примеры файловых менеджеров: FAR Manager, Volkov Manager, Total Commander.

Упомянутые программы имеют схожий интерфейс — у них две постоянных панели, как в хорошо известной DOS-оболочке Norton Commander.

Программы-архиваторы

Эти программы позволяют за счет специальных методов «упаковки» сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких сжатых файлов в один архивный файл. Применение программ-архиваторов позволяет и экономить дисковое пространство, и транспортировать значительные объемы информации на носителях небольшого объема. Степень сжатия, т. е. отношение объема исходного файла к объему архивного, определяется двумя обстоятельствами: природой информации и алгоритмом (методом) архивации. Так файл, созданный текстовым процессором WORD и не содержащий рисунков, может быть сжат при архивации в несколько раз. Степень сжатия графических файлов, как правило, существенно меньше. В качестве примера можно назвать программы WinRar, WinZip.

Антивирусные программы

Эти программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения вирусом. Наиболее популярен сегодня в нашей стране антивирус Antiviral Toolkit Pro (AVP) лаборатории Евгения Касперского. Программа работает под управлением операционной системы WINDOWS и является резидентной, что позволяет предупредить заражение компьютера. Она содержит множество согласованно работающих компонентов. Назовем некоторые из них:

  • Монитор, способен в фоновом режиме детектировать вирусы, заразившие файлы,

  • Сканер, способен выполнять проверку по требованию,

  • Центр управления, позволяет создавать расписание автоматической проверки дисков и скачивать с сервера Касперского свежие обновления антивирусной программы.

AVP умеет проверять файлы в архивах, файлы с электронной почтой.

Многофункциональные пакеты

Представители этого класса программ — Norton Utilities и Nuts&Bolts. И нортоновские утилиты, и «гайки-и-болты» представляют собой наборы разнообразных сервисных программ для среды Windows. Приведем некоторые функции этих программ:

  • Проверяют диски и исправляют ошибки на них.

  • Увеличивают производительность, выполняя дефрагментацию диска. Фрагменты файлов записываются на диск там, где система смогла найти свободное место. Чем больше мы пользуемся диском, тем более фрагментированными оказываются хранящиеся на нем данные, тем больше времени требуется, чтобы отыскать разбросанную по диску информацию. Дефрагментация диска уменьшает время доступа к файлам, перераспределяя их на диске так, чтобы они помещались в неразрывных блоках, а все свободное место сместилось в конец диска.

  • Исправляют неполадки в системном реестре и ярлыках.

  • Выполняют поиск ненужных файлов и удаляют их.

Другие утилиты

Кроме названных классов утилит существует множество других, которые позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, настраивать монитор, настраивать жесткий диск, тестировать операционную систему и т. д.

Прикладной уровень

Это комплекс программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий широк — от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Прикладные программы опираются на системные. Поэтому можно сказать, что доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы.

Текстовые редакторы

Основная функция этого класса прикладных программ заключается во вводе и редактировании текстовых данных. С этого класса прикладных программ обычно начинают знакомство с программным обеспечением и на нем отрабатывают первичные навыки взаимодействия с компьютерной системой.

Текстовые процессоры

Основное отличие текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. Соответственно, к основным средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих итоговый документ, а к дополнительным — средства автоматизации процесса ввода и форматирования.

Графические редакторы

Предназначены для создания и обработки графических изображений. В данном классе программ различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы 3D-редакторы (для обработки трехмерной графики).

Растровые редакторы применяют для работы с фотографическими и полиграфическими изображениями. Такие изображения имеют много информации о цвете. Растровые редакторы позволяют ретушировать изображения, создавать спецэффекты, художественные композиции и многое другое. Возможности создания новых изображений средствами растровых редакторов ограничены и не всегда удобны.

Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков. Применяются для оформления обложек полиграфических изданий, всюду, где стиль художественной работы близок к чертежному.

Редакторы трехмерной графики используются для создания трехмерных композиций. Они имеют характерные особенности:

  • позволяют гибко управлять взаимодействием свойств поверхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения;

  • позволяют создавать трехмерную анимацию.

Системы управления базами данных

Базы данных — это огромные массивы, организованные в табличные структуры. Основные функции баз данных:

  • создание пустой (незаполненной) структуры базы данных,

  • предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы,

  • обеспечение доступа к данным, поиска и фильтрации данных.

Электронные таблицы

Электронные таблицы похожи на базы данных, но акцент смещен на преобразование данных в соответствии с их внутренним содержанием, а не на хранение и обеспечение доступа к данным.

Настольные издательские системы

Назначение этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Позже мы познакомимся с этим классом программ на примере программы PageMaker.

Редакторы HTML (Web-редакторы)

Предназначены для создания и редактирования Web-документов (Web-страниц интернета). Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Программы этого класса можно также эффективно использовать для подготовки электронных документов и мультимедийных изданий.

Броузеры (обозреватели, средства просмотра Web-страниц)

Это программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML. Современные броузеры воспроизводят текст, графику, музыку, обеспечивают прослушивание радиопередач в интернете, просмотр видеоконференций, работу со службами электронной почты, с системой телеконференций и др.

Компьютерные игры

Характерной приметой компьютерной эры стали компьютерные игры. Над их созданием трудятся высокопрофессиональные программисты, художники, мультипликаторы. Компьютерные игры ориентируются на развитие у игроков определенных знаний, навыков, способностей. Как правило, в компьютерных играх от игрока требуется:

  • владение средствами управления, быстрота и точность манипуляций;

  • знание алгоритма и стратегии выигрыша;

  • память на текущие события;

  • использование прошлого опыта;

  • способность интенсивно работать в течение всего сеанса игры и др.

С одной стороны, компьютерные игры могут приносить пользу как учебные средства, с другой — отнимать время, отвлекать от работы.

Другие прикладные программы

Нельзя не назвать системы автоматизированного проектирования (CAD-системы), интегрированные системы делопроизводства, бухгалтерские системы, финансовые аналитические системы, системы видеомонтажа и т. п.