Системное программное обеспечение: что такое, из чего состоит

Что такое программное обеспечение компьютера? И какое оно бывает?

По сути дела, программа состоит из шагов, последовательно выполняя которые, ПК производит те, или иные действия, например, принимает от пользователя вводимые с клавиатуры символы и выводит их на экран, заставляет принтер печатать текст на бумажном листе и т. п. Каждый из таких шагов кодируется на специальном машинном языке и называется «командой», а совокупность таких команд — программным кодом.

Впервые, идею того, что любое, наперёд заданное состояние системы может быть достигнуто, последовательным выполнением элементарных команд, переводящим её из одного стабильного состояния в другое, предложил английский математик по имени Алан Тьюринг. В своём эссе «Computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem (Decision problem)» он создал теоретическую модель, представлявшую собой абстрактную машину (автомат), способную выполнять элементарные действия и, переводившую её из одного фиксированного состояния в другое фиксированное состояние. В результате автоматом могли выполняться простейшие, рудиментарные операции. Такой автомат, впоследствии, получил в литературе название – «машина Тьюринга». Главная идея заключалась в математическом доказательстве того, что любое, заданное наперёд состояние этого автомата можно достигнуть, выполняя конечный набор определённых команд, из всего фиксированного набора (программы). Благодаря этой теории, впоследствии, и родилась такая (если так можно выразиться) наука, как программирование.

Таким образом, программисты – люди, разрабатывающие программное обеспечение, по сути дела, управляют персональным компьютером при помощи написанных ими программных кодов, заставляя его считывать вводимые с клавиатуры знаки, проигрывать музыку, воспроизводить видеофильмы и т. п.

Системное программное обеспечение (ПО): что это

Системное программное обеспечение – это сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие между компонентами вычислительной машины, управление ими. Выполняет роль интерфейса между пользователем и аппаратурой. Нужно для организации функционирования компьютера, взаимодействия человека с ним, распределения и управления аппаратным ресурсами.

Разрабатывается, как правило, для ряда однотипных или аналогичных вычислительных систем. Это позволяет реализовать типовые функции, применяемые во многих случаях: работа с файловой системой, управление приложениями, взаимодействие с периферийными устройствами.

Состав

• Операционные системы (ОС) – сложный программный комплекс для организации доступа пользователя к аппаратуре, управления железом. Выступает посредником между устройствами, микроархитектурой ПК и прикладным ПО.
• Драйверы оборудования – библиотеки, организовывающие доступ к устройствам, управление ими, взаимодействие оборудования с приложениями и операционной системой.
• Загрузчики – микропрограмма, загружающая исполняемый код в оперативную память.
• Трансляторы – превращают исходный код в исполняемый. Иногда относятся к инструментальному ПО.
• Сервисные утилиты, командные оболочки – служебное ПО, рассчитанное на обслуживание компьютера, оптимизацию, повышение безопасности и надёжности его работы.
• Системные службы (сервисы) – автоматически выполняемые ОС приложения со специализированными функциями.
• Операционные оболочки (shell) – среда для взаимодействия пользователя с ОС, упрощения отправки ей управляющих команд посредством командной строки (CLI) либо графического интернета (GUI).

Иногда к системному ПО причисляют промежуточное – обычно обеспечивает единый программный интерфейс.

Вы знаете, что такое софт в компьютере – это программная оболочка, совокупность всех приложений, нужных для работы вычислительной машины: операционная система, драйверы, прикладное, системное, базовое ПО.

Функции СПО

• Управление аппаратурой на всех этапах работы компьютера.
• Предоставление доступа пользовательским приложениям к аппаратным ресурсам.
• Гарантия защиты, конфиденциальности и надёжности хранения информации.
• Организация доступа ко внешним ресурсам – локальным и глобальным сетям, периферийным устройствам.
• Предоставление платформы для разработки ПО.
• Проведение диагностики и тестирования комплектующих.
• Распределение доступа к памяти и процессорному времени.

Каждую функцию можно разделить на множество мелких.

Классификация программного обеспечения

Существует много критериев и параметров для классификации программного обеспечения. Ниже приведены некоторые из них.

По требуемому уровню подготовки пользователей для работы с утилитой:

1. Начальный уровень;
2. Средний;
3. Продвинутый.

По открытости исходного кода программного компонента:

По типу лицензии:

1. Бесплатные;
2. Условно-бесплатные;
3. Платные.

Однако чаще всего программное обеспечение классифицируют по области применения, здесь выделяют

1. Системное;
2. Инструментальное;
3. И прикладное ПО.

Рассмотрим каждый из этих пунктов более подробно.

Системное ПО

Системный софт отвечает за работу и функционирование ПК в целом . Благодаря системному программному обеспечению отслеживается состояние элементов компьютера (процессора, жесткого диска, видеокарты и т.д.), производится вывод различной системной информации, а также выполняются вспомогательные функции, например, создание, копирование и перенос файлов.

В свою очередь системное ПО делится на два вида — базовое и сервисное.

Базовый софт отвечает за запуск других утилит и включает в себя:

1. BIOS, куда входит минимальный набор драйверов и с помощью которого устанавливается ОС.
2. Операционные системы(Windows, Mac OS, Linux и т.д.).
3. Системные оболочки – интерфейсы облегчающие работу пользователя с операционной системой. На данный момент самым распространенным является графический интерфейс.

Сервисные утилиты отвечают за обеспечение стабильной работы операционной системы, а также обеспечивают некоторый дополнительный функционал, например работу с сетью или операции с файловой системой. Сервисное программное обеспечение делится на:

1. Архиваторы(например, Winrar);
2. Антивирусы(Nod32, Dr.Web и др.);
3. Утилиты для обслуживания жестких дисков(CCleaner и др.);
4. Разный софт для работы с сетью(например, FTP-клиенты);
5. Диагностики(ПО, предоставляющее информацию о различных параметрах и аппаратных характеристиках ПК).

Инструментальное ПО

Данный вид приложений позволяет пользователям создавать свои собственные утилиты для компьютера при помощи различных языков программирования.

Python IDE -система программирования

Сейчас существует несколько тысяч различных языков программирования. Для каждого языка есть своя система программирования, которая в простейшем случае делится на:

1. Редактор текста – окно, куда вводится код.
2. Транслятор, который представляет собой компилятор или интерпретатор. Благодаря транслятору пользовательский код преобразуется в машинные команды.
3. Отладчик – средство для «отлавливания» и обработки ошибок.

Прикладное ПО

Этот вид утилит целиком и полностью направлен на решение пользовательских задач . Также прикладное программное обеспечение позволяет пользователю работать с различными типами и видами данных (текстовыми, графическими, аудио и т.д.), не используя системы программирования. К прикладному программному обеспечению относятся:

1. Текстовые редакторы и процессоры(например, MS Word или NotePad);
2. Графические редакторы, позволяющие пользователю просматривать и выполнять обработку графических изображений. Сюда относятся Paint, Photoshop и др.
3. Средства для управления базами данных (СУБД), например MS Access.
4. Средства для осуществления пользовательской коммуникации – ICQ, различные клиенты электронной почты и т.д.
5. Различные офисные пакеты, такие как 1С предприятие.
6. Компьютерные игры.
7. Инструменты для создания и редактирования таблиц. Сюда относится Excel.
8. Мультимедиа проигрыватели.

Прикладное ПО

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой прикладные программы (или их пакет), с помощью которых пользователь выполняет конкретные задания — от производственных до творческих, обучающих и развлекательных. Эти программные средства наиболее многочисленны.

Программы общего назначения

Этот класс содержит широкий перечень программ для пользователей. Среди них — текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных и пр.

Основные функции текстовых редакторов и процессоров: ввод и редактирование текстов в различных форматах, подготовка печатных документов — статей, справок, отчетов, ведомостей и т. п. Текстовые редакторы позволяют вводить и редактировать тексты и могут содержать некоторые ограниченные возможности их форматирования (оформления). Примеры текстовых редакторов: Блокнот (Notepad), WordPad. Текстовые процессоры содержат большой перечень возможностей форматирования документов, а также средства объединения текста, графики, таблиц, формул и других объектов в итоговый документ. Часто текстовые процессоры включают различные средства автоматизации, составления оглавлений и указателей, проверки орфографии, подготовки шаблонов документов и др. Примеры текстовых процессоров: Microsoft Word, WordPerfect, OpenOffice.org Writer, AbiWord. Издательские системы, например Adobe InDesign, служат для подготовки и тиражирования газет, журналов, рекламных буклетов, проспектов, книг.

Табличные процессоры, или электронные таблицы предоставляют среду для обработки информации, представленной в виде таблиц, с использованием встроенных функций. Эти программы широко применяются в бухгалтерском учете, при анализе данных, всюду, где необходимо автоматизировать регулярно повторяющиеся вычисления достаточно больших объемов числовых данных. Кроме этого, такие программы помогают строить двух– или трехмерные графики, диаграммы. Примерами таких программ являются: Microsoft Excel, OpenOffice.org Calc, Lotus Symphony Spreadsheets и др.

Графические редакторы и процессоры предназначены для просмотра, обработки, редактирования, упорядочения и публикации цифровых фотографий, создания графических файлов, преобразования их из одного формата в другой и (или) обработки графических изображений — рисунков, чертежей, графиков, диаграмм, иллюстраций, в том числе и трехмерных. Пользователь может изменять палитру, масштаб, работать с многослойными изображениями, получать изображения со сканера и другой цифровой техники и т. д. Любой графический редактор включает в себя текстовый редактор и позволяет набирать тексты.

Системы управления базами данных (СУБД) обеспечивают организацию и хранение баз данных. Базами данных называют большие массивы данных о группе объектов с одинаковым набором свойств. СУБД обеспечивают ввод данных, поиск, сортировку записей, создание отчетов. Примерами СУБД являются Microsoft Access, Microsoft SQL Server, MySQL, Oracle, Sybase, Firebird, Interbase.

К средствам презентационной графики относятся специализированные программы для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд–фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования. Презентация может включать показ диаграмм и графиков.

Существуют программные средства, объединяющие возможности текстовых, графических редакторов, электронных таблиц, систем управления базами данных. Такие средства называются интегрированными системами, или пакетами. Они могут включать также органайзер, средства поддержки электронной почты, программу для создания презентаций и др. Эти средства предусматривают единые правила работы с программами (унифицированный интерфейс). Компоненты интегрированных пакетов могут работать отдельно друг от друга, но основные достоинства этих пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Примерами интегрированных пакетов являются Microsoft Office, OpenOffice.org, Lotus SmartSuite, StarOffice, Corel WordPerfect Office.

К прикладному программному обеспечению относятся также:

• офисные пакеты;
• средства специализированного назначения;
• коммуникационные средства;
• программы мультимедиа;
• развлекательные и образовательные программы;
• системы искусственного интеллекта;
• игровые программы.

Офисные пакеты могут включать программы планирования (органайзеры), системы автоматического перевода, средства проверки орфографии и распознавания текста. К специализированным (проблемно–ориентированным) средствам относятся математические пакеты, системы деловой и научной графики, системы автоматизированного проектирования, бухгалтерские системы и т. д.

Коммуникационные средства предназначены для взаимодействия пользователей в компьютерных сетях и включают браузеры (программы для просмотра содержимого веб–страниц), почтовые программы, средства скачивания файлов из сетей, программы для видео-общения и обмена текстовыми, голосовыми сообщениями, средства прослушивания онлайн–радио и просмотра онлайн–телевидения и др. Основное назначение мультимедийных программ — создание, обработка и проигрывание аудио– и видеоинформации. Современные обучающие программы обычно являются мультимедийными, включают не только звук и работу с микрофоном, но и отрывки из видеофильмов.

Системы искусственного интеллекта реализуют отдельные функции интеллекта человека; к ним относятся экспертные системы для принятия решений в предметной области (медицина, математика, статистика и т. д.), системы анализа и распознавания речи и др. Игровые программы используются не только для отдыха и соревнований, но и для тренажерной тренировки навыков и умений, тренировки логического мышления, а также обучения.

Экспертные системы.

Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяют в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуются обширные специальные знания. Характерными областями использования экспертных систем являются юриспруденция, медицина, фармакология, химия.

Характерной особенностью экспертных систем является их способность к саморазвитию. Исходные данные хранятся в базе знаний в виде фактов, между которыми с помощью специалистов-экспертов устанавливается определенная система отношений. Если на этапе тестирования экспертной системы устанавливается, что она дает некорректные рекомендации и заключения по конкретным вопросам или не может дать их вообще, это означает либо отсутствие важных фактов в ее базе, либо нарушения в логической системе отношений. И в том и другом случае экспертная система сама может сгенерировать достаточный набор запросов к эксперту и автоматически повысить ее качество.

С использованием экспертных систем связана особая область научно-технической деятельности, называемая инженерией знаний. Инженеры знаний – это специалисты особой квалификации, выступающие в качестве промежуточного звена между разработчиками экспертной группы (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами).

Web-редакторы. Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования так называемых Web-документов (Web-страниц Интернета). Web-документы – это электронные документы, при подготовке которых следует учитывать ряд особенностей, связанных с приемом/передачей информации в Интернете.

Теоретически для создания Web-документов можно использовать обычные текстовые редакторы и процессоры, а также некоторые из графических редакторов векторной графики, но Web-редакторы обладают рядом полезных функций, повышающих производительность труда Web-дизайнеров. Программы этого класса можно эффективно использовать для подготовки электронных документов и мультимедийных изданий.

Браузеры (обозреватели, средства просмотра Web). К этой категории относятся программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML (документы этого формата используются в качестве Web-документов). Современные браузеры воспроизводят не только текст и графику. Они могут воспроизводить музыку, человеческую речь, обеспечивать прослушивание радиопередач в Интернете, просмотр видеоконференций, работу со службами электронной почты, с системой телеконференций (групп новостей) и многое другое.

Интегрированные системы делопроизводства. Представляют собой программные средства автоматизации рабочего места руководителя. К основным функциям подобных систем относятся функции создания, редактирования и форматирования простейших документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация деятельности подразделений, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка по запросу оперативной и справочной информации.

Бухгалтерские системы. Это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных. Предназначены для автоматизации подготовки первичных бухгалтерских документов предприятия и их учета, для ведения счетов плана бухгалтерского учета, а также для автоматической подготовки регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, принятой для предоставления в налоговые органы, внебюджетные фонды и органы статистического учета. Несмотря на то, что теоретически все функции, характерные для бухгалтерских систем, можно исполнять и другими вышеперечисленными программными средствами, использование бухгалтерских систем удобно благодаря интеграции разных средств в одной системе.

При решении о внедрении на предприятии автоматизированной системы бухгалтерского учета необходимо учитывать необходимость наличия в ней средств адаптации при изменении нормативно-правовой базы. В связи с тем, что в данной области нормативно-правовая база в России отличается крайней нестабильностью и подвержена частым изменениям, возможность гибкой перенастройки системы является обязательной функцией, хотя это требует от пользователей системы повышенной квалификации.

Финансовые аналитические системы. Программы этого класса используются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, производить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты.

Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами.

Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, титров и субтитров.

Отдельные категории прикладных программных средств, обладающие своими развитыми внутренними системами классификации, представляют обучающие, развивающие, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью этих классов программного обеспечения являются повышенные требования к мультимедийной составляющей (использование музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов).

Наглядный пример

Узнав, что такое программное обеспечение, рассмотрим некоторые реальные примеры программ и приложений, с которыми мы можем столкнуться в реальной жизни.

• 1C Бухгалтерия. Яркий пример профессионального ПО, служащего для работы с бухгалтерией, правовой областью и ещё множеством поддерживаемых и смежных областей.
• Microsof Office Word. Самый понятный и доступный пример ПО общего назначения. Практически каждый в своей жизни запускал этот пакет программ для составления резюме, реферата или отчета.
• Microsof Office Access. Простейшая реализация базы данных, также являющееся ПО общего назначения.
• О категории мультимедиа слышали все. Это всем известный Windows Media Player, способный проигрывать как аудио-, так и видеофайлы.
• Photoshop — очередной пример ПО общего назначения. Являясь профессиональным графическим редактором, используемым во многих полиграфических фирмах, также относится к программной среде профессионального уровня.
• Если говорить о ПО общего назначения, то с ним сталкивался каждый человек, хоть раз запускавший компьютер. Это всем известный Windows.

Всё это — очень распространённое программное обеспечение. Примеры других программ приводить не имеет смысла. В наше время, когда разработкой приложений может заняться даже ребёнок, скачать любое из них по своему вкусу, на замену известным брендам, может каждый пользователь.