Тема 1. Структура программного обеспечения ПК

Тема 1. Структура программного обеспечения ПК

Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК,

называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:

системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере,

проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок,

инструментальное ПО (системы программирования),

обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.

Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку

работоспособности устройств компьютера и т.п.

операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)

операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов,

Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)

утилиты (вспомогательные или служебные программы,

которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)

диспетчеры файлов или файловые менеджеры средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить

количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)

средства просмотра и воспроизведения средства диагностики; средства контроля позволяют

проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков средства коммуникаций (коммуникационные программы)

предназначены для организации обмена информацией между компьютерами средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего

(системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно. 01.09.2015

Прикладные программы могут использоваться автономно или в

составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО –

программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых

работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или

картинок, создание электронных таблиц и т.д.

Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.

CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)

Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:

1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.

2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-

компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.

3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.

Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ.

4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев),

ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.

Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования

Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS

Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания

Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft

Прикладное программное обеспечение (специальное программноеобеспечение; application software, special software) — часть программного обеспечения, состоящая из отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей ЭВМ и автоматизированных систем. Набор (комплект)

программ и связанной с ними документации (лицензионное свидетельство,

паспорт, инструкции пользователя), предназначенный для решения комплексов задач называют пакетом прикладных программ (application package).

1. Групповое программное обеспечение (groupware) для групп пользователей, работающих в единой системе или сети, используется для координации и организации их деятельности; может включать электронную почту и программы планирования.

2. Дружественное программное обеспечение (дружественный интерфейс; user-friendly software, user-friendly interface) — реализующее требования удобства и/или облегчения общения с программными средствами и ЭВМ для пользователей, в том числе и неопытных.

3. Бесплатное программное обеспечение (public-domain software) — программы без копирайта, которые можно свободно копировать, тиражировать, распространять. Бесплатное ПО не следует путать с условно-бесплатным программным обеспечением, на которое копирайт распространяется.

4. Условно-бесплатное программное обеспечение (shareware) — программный продукт, бесплатное пользование которым обусловлено каким-либо условием (ограничением функций, времени). Если пользователь после ознакомления с программой собирается ее использовать, он должен купить ее. После этого пользователю предоставляется рабочая документация, полная версия соответствующих программных средств или дополнительные сведения, обеспечивающие эксплуатацию программы. Условно-бесплатное программное обеспечение имеет копирайт.

5. Гилтвер (guiltware) — разновидность условно-бесплатного программного обеспечения, взывает к совести пользователей (от англ. guilt — вина), вынуждает их платить за использование. Во время работы с гилтвером на экране монитора появляются сообщения о необходимости заплатить за использование программы.

6. Free Software (FS, свободный софт) — свободное или свободно распространяемое ПО: термин предложен в 1984 году Ричардом Столлменом, который заявил, что каждый пользователь программы должен иметь четыре степени свободы: право свободно запускать, распространять, изучать и улучшать программу. В 1996 году было сформулировано более подробное определение свободного ПО — FSD (Free Software Definition), поддержанное общественной организацией

программистов — FSF (Free Software Foundation). В концепции

Copyleft программам и программистам предоставляется четыре вида

«права свободы» на выполнение программ для любых целей; изучение и модификацию программ, обеспеченное возможностью доступа к кодам; копирование и передачу копий; улучшение программ и передачу сообществу усовершенствованных версий. Эти права закрепляются в лицензиях, включая GNU General Public License и BSD.

Существует другое определение «свободного ПО» — DFSG (Debian

Free Software Guidelinnes, сформулированное в проекте Debian

примерно в то же время, что и FSD, Брюсом Перенсом (Bruce Perens) с

7. Open Source (Открытый источник) — концепция создания свободно распространяемого ПО в открытых исходных кодах (ОИК), выделившаяся в 1998 году из Free Software и сформулированная Брюсом Перенсом в документе OSD (Open Source Definition). Она определяет авторское право на оригинальное ПО, а также права на репродуцирование и редактирование оригинальных разработок. Порожденные на основе этой концепции сообщество разработчиков ПО и так называемая Культура открытого источника (Open Source Culture) пытаются решить проблемы, возникающие между свободой распространения ПО и правом на интеллектуальную собственность. Для уточнения терминологии и снятия противоречий между Free Software и Open Source Европейская комиссия предложила в июне

2001 году термин FLOSS (Free/Libre and Open Source Software). Фирма

Sun Microsystems в декабре 2004 года предложила новую форму лицензии на свою версию ОС OpenSolaris. Она основана на Mozilla Public License и получила название CDDL (Common Development and Distribution License). В соответствии с этой лицензией разработчики, принимающие ее условия, должны дать право владения новыми

кодами программы разработчику исходного кода. Этим разработчику

исходного кода обеспечивается право контроля над развитием проекта.

8. Демонстрационная версия (демоверсия, demo generation) — программа, созданная для рекламы основного программного продукта (например, пакета прикладных программ, компьютерной игры). Демоверсия может быть выполнена в виде слайд-фильма или рабочей версии и распространяться как условно бесплатный программный продукт.

9. Бета версия (beta version; b-version) — опытная версия программного обеспечения или прикладной программы, которая предварительно распространяется в ограниченном количестве преимущественно среди пользователей-экспертов или рецензентов для тестирования программного продукта и последующей его доводки перед выпуском

10. Рабочая версия (run-time version) — копия программы с приложением,

которая может работать, но не обеспечивает все функциональные

Данный класс программных средств наиболее разнообразен, что обусловлено, прежде всего, широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.

Рис.2. Классификация ППП (по области применения)

Проблемно–ориентированное ППП предназначено для обработки данных в рамках решения определенной задачи, ориентированной на обеспечение потребностей конечного пользователя.

Функциональные ППП обеспечивают максимальную автоматизацию программирования при решении конкретной задачи, от входного документа,

включая метод решения задачи и до выдачи выходного документа.

Методо–ориентированное ППП реализуют тот или иной метод

ППП общего назначения повышают уровень автоматизации работ при создании ПО.

Процедурные ППП – автоматизируют создание ПО по реализации типовых процедур обработки информации (ввод, хранение, вывод,

корректирование, обновление, упорядочивание, поиск, фильтрация файлов и т.д.)

Инструментальные средства программирования – генераторы программ, документаторы программ, дополнительные средства для отладки и проверки программ. Например, генераторы вывода табличных форм,

генератор ввода–вывода (ГВВ), генератор экранных форм, генератор документации (FOXDOC): создание программного документа – текст и описание программы.

Сервисные – ориентированны на поддержку технологических процессов обработки программ, дополнение ОС.

1) Сокращение затрат на разработку; (до нескольких десятков процентов, в среднем 20–30%)

2) По сравнению с элементарными средствами, более высокая комплексная увязка решений;

3) Более высокое качество документирования ПИ;

5) Наличие развитой системы сопровождения (набор сервисных услуг,

которыеподдерживают эксплуатацию у пользователя);

6) ППП – средство передачи и обмена опытом между разработчиками

2) Большое разнообразие ППП по распространенным задачам затрудняет выбор. На сегодня отсутствуют объективные методы оценки

3) Низкая степень системной увязки существующих ППП (в случае увязки нескольких конкретных программ по входам–выходам);

Данный класс содержит широкий перечень программных продуктов,

поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей, этими программными

продуктами, благодаря встроенным средствам технологии

программирования, могут пользоваться и программисты для создания

Представители данного класса программных продуктов – настольные системы управления базами данных (СУБД), обеспечивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах,

либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой

В настоящее время наиболее широко представлены реляционные СУБД для персональных компьютеров, осуществляющие:

организацию запросов на поиск данных с помощью специальных языков запросов высокого уровня;

генерацию отчётов различной структуры данных с подведением промежуточных и окончательных итогов;

вычислительную обработку путём использования встроенных функций,

программ, написанных с использованием языков программирования и макрокоманд.

Пользовательские приложения (прикладные программы),

функционирующие в среде СУБД, создаются по типу меню работы конечного пользователя, каждая команда которого обеспечивает автоматизированное выполнение определенной функции. В современных

СУБД (например, в СУБД Access 2010) содержатся элементы CASE-

осуществлена автоматическая поддержка целостности баз данных при различных видах обработки (включение, удаление или модификация данных баз данных);

предоставляются так называемые "мастера", обеспечивающие поддержку процесса проектирования (режим "конструктор") – "мастер таблиц", "мастер форм", "мастер отчётов", "построитель меню" и т. п.;

созданы для широкого использования прототипы (шаблоны) структур баз данных, форм, отчетов и т. д.

Всё это свидетельствует о расширении функциональных возможностей СУБД как инструментального средства для создания приложений.

Серверы баз данных –успешно развивающийся вид программногообеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре "клиент – сервер".

Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro и др.) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере – специально выделенном компьютере в централизованном виде, но сама обработка данных ведется на рабочих станциях. Серверы баз данных,

напротив, всю обработку данных (хранение, поиск, извлечение и передачу клиенту) выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети. Общим для различных видов серверов баз данных является использование реляционного языка SQL (Structured Query Language) для реализации запросов к данным.

Большинство серверов баз данных может использовать одновременно несколько платформ (Windows NT, Unix, OS/2 и др.), поддерживает широкий

спектр протоколов передачи данных (IPX, TCP/IP, X.25 и др.).

Некоторые серверы реализуют распределенное хранение информации в сети, поддерживают интерфейсы на уровне вызова типа:

1. ODBC – Open Data Base Connectivity – для доступа к разнородным базам данных;

2. DAL – Data Access Language – для создания запроса на выборку данных, распределённых в сети;

3. SAG/CLI – SQL Access Group/Call Level Interface – для распределенных запросов и др.

Самыми большими проблемами применения серверов баз данных являются обеспечение целостности (непротиворечивости) баз данных, решение вопроса, связанного с дублированием (тиражированием) данных по узлам сети и их синхронным обновлением.

2. Генераторы (серверы) отчётов –программные средства,

имеющие самостоятельное направление развития, обеспечивающие реализацию запросов и формирование отчётов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой "клиент – сервер".

Сервер отчётов подключается к серверу баз данных, используя все уровни передач и драйверы сервера баз данных. Серверы отчётов включают:

1. программы планирования используются для учёта времени для формирования отчётов по требованию пользователей, составления расписания выдачи и распространения отчётов по сети;

2. программы управления очередью запросов на формирование отчётов;

3. программы ведения словаря пользователей для разграничения доступа к сформированным отчётам;

Подготовленные отчёты рассылаются клиентам по электронной почте или с помощью другого транспортного агента. Серверы отчетов обычно поддерживают разнородные платформы, тем самым они эффективно работают в неоднородных вычислительных сетях.

3. Текстовые процессоры – программы, используемые для автоматического форматирования документов, вставки рисованных объектов и графики в текст, составления оглавлений и указателей,

проверки орфографии, шрифтового оформления, подготовки шаблонов документов. Примером развития данного направления программных продуктов являются издательские системы.

4. Табличный процессор –программы для вычислений силамиконечного пользователя; средства деловой графики, программы специализированной обработки (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

5. Средства презентационной графики –специализированныепрограммы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений.

Презентация может включать показ диаграмм и графиков. Все программы презентационной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу и программы для подготовки мультимедиа-презентации. Для работы этих программ необходимо также наличие специализированного оборудования – LCD (Liquid Crystal Desktop) – жидкокристаллической проекционной панели, которая просвечивается проектором для вывода изображения на экран, видеотехника.

Презентация требует предварительного составления плана показа. Для каждого слайда выполняется проектирование: определяются содержание слайда, размер, состав элементов, способы их оформления и т. п. Данные для использования в слайдах можно готовить как вручную, так и получать

в результате обмена из других программных систем.

6. Интегрированные пакеты –набор нескольких программныхпродуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей

Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

полнота информационных технологий для конечных пользователей;

однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета – общие команды в меню, стандартные пиктограммы одних и тех же функций (сохранение на диске, печать, проверка орфографии, шрифтовые оформления и т. п.),

стандартное построение и работа с диалоговыми окнами и др.;

общий сервис для программ интегрированного пакета (например,

словарь и средства орфографии для проверки правописания, построитель диаграмм, конвертер данных и др.);

легкость обмена и ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета (применяется два метода: DDE – динамический обмен данными и OLE – динамическая компоновка объектами),

единообразный перенос объектов (метод drag-and-drop);

наличие единой языковой платформы для разбора макрокоманд,

возможность создания документов, интегрирующих в себе возможности различных программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так, из прикладной программы, в которой работает пользователь, можно отправить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Методо–ориентированное ППП реализуют тот или иной метод

Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие,

независимо от предметной области и функции информационных систем,

математические, статические и другие методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования,

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, прогнозирование значений технико-

экономических показателей и т. п.) имеют широкое применение. Так,

современные табличные процессоры значительно расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку и

информационные технологии статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растёт. На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта,

формированием отчётов различного вида оформилось новое направление программных средств – управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.

Данный класс программных продуктов включает программы,

обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:

1. Органайзеры (планировщики) – программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч,

расписаний, ведения записной и телефонной книжки.

В состав программ-органайзеров входят: калькулятор, записная книжка,

часы, календарь и т. п. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, персональных компьютеров блокнотного типа.

информации и преобразования в текстовое представление. К ним относятся:

ППП OCR Cunei Form 2.0 – обеспечивает распознавание смешанных русско-английских текстов, в формате RTF сохраняется как текст, так и иллюстрации;

ППП OCR Tiger – шрифтовая обучаемая система распознавания русского языка с возможностью автоматического выбора шрифта из библиотеки, обеспечивает многостраничный ввод текстов;

ППП Stylus Lingvo Office – реализует весь цикл «от листа до листа» – с помощью сканера осуществляется считывание текстового изображения, находящегося на печатном листе; FineReader осуществляет распознавание оптических образов и запись считанной информации в текстовом виде; Stylus for Windows выполняет перевод на указанный язык;

корректор орфографии Lingvo Corrector и резидентный словарь Lingvo

осуществляет проверку и правку. Результат перевода представляется в формате текстового редактора Word for Windows.

3. Коммуникационные ППП – предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами информационной сети. В условиях развития глобальной информационной сети Internet

появился новый класс программного обеспечения – браузеры, средства создания WWW-страниц. Они различаются возможностями поддержки языка

HTML, использованием цвета при оформлении фона, текста,

форматированием текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т. п. Большинство браузеров используют язык Java. Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП. Наиболее широко распространенные ППП электронной почты:

Они различаются платформами, на которых работают (DOS, Windows 3.x, Windows 95, Windows NT, Macintosh), ценой и условиями распространения,

поддерживаемыми транспортными протоколами, интерфейсом с сетями.

Электронная почта должна обеспечивать шифрование передаваемой информации, факсимиле подписи, проверку орфографии на любом из языков,

управление сообщениями по электронной почте (оповещение о новой почте,

организация почтовых ящиков, поиск, цитирование корреспонденции и т. д.).

Для иллюстрации приведенных выше рассуждений приведем несколько примеров современных пакетов прикладных программ из различных предметных областей. Учитывая, что постоянно появляются новые версии программных продуктов, рассмотрим не возможности конкретных версий, а

лишь основные структурные компоненты, входящие в состав того или иного пакета.

Основное назначение ППП AutoCAD – создание чертежей и проектной документации. Современные версии этого пакета представляют существенно большие возможности, среди которых построение трехмерных твердотельных моделей, инженерно-технические расчеты и многое другое.

Первые версии системы AutoCAD, разрабатываемой американской фирмой Autodesk, появились еще в начале 80-х годов двадцатого века, и

сразу же привлекли к себе внимание своим оригинальным оформлением и удобством для пользователя. Постоянное развитие системы, учет замечаний,

интеграция с новыми продуктами других ведущих фирм сделали AutoCAD

мировым лидером на рынке программного обеспечения для автоматизированного проектирования.

Adobe (ранее Macromedia) Flash – это технология и инструментарий разработки интерактивного содержания с большими функциональными возможностями для цифровых, веб- и мобильных платформ. Она позволяет создавать компактные, масштабируемые анимированные приложения

(ролики), которые можно использовать как отдельно, так и встраивая в различное окружение (в частности, в веб-страницы). Эти возможности обеспечиваются следующими компонентами технологии: языком Action Script, векторным форматом.swf и видеоформатом.flv, всевозможными flash-

плейерами для просмотра и редакторами для создания.

MatLab (сокращение от англ. «Matrix Laboratory») – пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений, и язык программирования, используемый в этом пакете. По данным фирмы-

разработчика, более 1000000 инженерных и научных работников используют этот пакет, который работает на большинстве современных операционных систем, включая GNU/Linux, Mac OS, Solaris и Microsoft Windows.

Какой бы подход не применялся набор действий, выполняемых создателем ПИ практически одинаков. Вариации связанны лишь с выделением отдельных действий в этапы.

1. Системный анализ (анализ требований) предметной области. Сначала анализ потребностей пользователя, затем разработка целей,

формулировка задачи. Задачи ставятся перед отдельными

2. Выбор методов реализации задачи. Формирование задания разработки. (Имеется ввиду спецификация ПИ). Внешнее проектирование ПИ.

Результатом внешнего проектирования является подготовка внешней спецификации.

3. Внутреннее (детальное, структурное) проектирование (выработка программных решений раскрывающих внутреннюю часть ПИ).

Определение структуры программного комплекса, состава и структуры БД,

из каких файлов и какова их структура, связь с модулями, составление алгоритма.

4. Подготовка (кодирование) программных текстов, параллельно с этим подготовка программной документации.

5. Автономная отладка (отладка в статике), отладка модулей, их связей.

6. Комплексирование компонент и комплексная отладка;

7. Испытание. Проверка работоспособности изделия в реальных условиях эксплуатаци

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: