Учитель информатики

Урок 8
Понятие программного обеспечения и его типы. Назначение операционной системы и ее основные функции

Программное обеспечение компьютера

Основные темы параграфа:

— что такое программное обеспечение;
— типы программного обеспечения;
— состав прикладного программного обеспечения.

Изучаемые вопросы:

— Понятие программного обеспечения.
— Типы программного обеспечения
— Состав прикладного программного обеспечения.
— Системное программное обеспечение и функции операционной системы.
— Понятие интерактивного режима работы.
— Сервисные программы.
— Система программирования – инструмент для работы программиста.

Что такое программное обеспечение

Возможности современного ПК столь велики, что все большее число людей находят ему применение в своей работе, учебе, быту. Важнейшим качеством современного компьютера является его «дружественность» по отношению к пользователю. Общение человека с компьютером стало простым, наглядным, понятным. Компьютер сам подсказывает пользователю, что нужно делать в той или иной ситуации, помогает выходить из затруднительных положений. Это возможно благодаря программному обеспечению компьютера.

Снова воспользуемся аналогией между компьютером и человеком. Новорожденный человек ничего не знает и не умеет. Знания и умения он приобретает в процессе развития, обучения, накапливая информацию в своей памяти. Компьютер, который собрали на заводе из микросхем, проводов, плат и прочего, подобен новорожденному человеку. Можно сказать, что загрузка в память компьютера программного обеспечения аналогична процессу обучения ребенка.

Создается программное обеспечение программистами.

Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение (ПО).

Программное обеспечение компьютера постоянно пополняется, развивается, совершенствуется. Стоимость установленных программ на современном ПК зачастую превышает стоимость его технических устройств. Разработка современного ПО требует очень высокой квалификации от программистов.

Типы программного обеспечения

В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным программным обеспечением. Основным элементом системного ПО является операционная система (например, Windows, Linux). Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным ПО, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор. Кроме системного ПО в состав программного обеспечения компьютера входят еще прикладные программы и системы программирования .

Программное обеспечение компьютера делится на:

— системное ПО;
— прикладное ПО;
— системы программирования.

О системном ПО и системах программирования речь пойдет позже. А сейчас познакомимся с прикладным программным обеспечением.

Состав прикладного программного обеспечения *

* В сфере ПО все очень быстро меняется, поэтому невозможно дать точную и неизменную классификацию.
Некоторые современные программы трудно отнести к какому-то одному из описанных ниже типов.

Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

В комплекте с операционной системой обычно поставляется набор прикладных программ общего назначения. В Windows это группа программ «Стандартные» (простые текстовые и графические редакторы, калькулятор и др.), программа электронной почты и интернет-браузер. К числу программ общего назначения можно отнести также офисные, мультимедийные и развлекательные программы. В Linux такие программы распределены по группам в соответствии с их назначением.

Офисные программы. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нем офисный пакет программ. К таким программам относятся:

• текстовые процессоры — для работы с текстовыми документами;
• табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;
• программы для создания презентаций — демонстрационного видеоряда, используемого для публичных выступлений;
• программы для управления несложными базами данных.

Мультимедийные программы. Это программы общего назначения, предназначенные для работы с изображением и звуком. К ним относятся графические редакторы, позволяющие рисовать, обрабатывать фотографии, делать фотомонтаж. Программы-проигрыватели звука и изображения позволяют вывести на экран картинку, прослушать музыкальную запись, посмотреть видеофильм. Обработкой звука на компьютере, как правило, занимаются профессионалы, используя для этого специальные программные пакеты.

Развлекательные программы. Многие пользователи начинают свое общение с компьютером с компьютерных игр.

Профессиональные программы. Это прикладные программы специального назначения — инструменты профессиональной деятельности. Например, бухгалтерские программы применяются для автоматизированного начисления заработной платы и других расчетов, которые производятся в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования используются конструкторами для разработки проектов различных технических устройств; программы, позволяющие решать сложные математические задачи, применяются учеными и инженерами; медицинские экспертные системы помогают врачу ставить диагноз больному и многое другое.

Образовательные программы. Это также программы специального назначения. К образовательным программам относятся электронные учебники, учебные тренажеры. Нередко для целей обучения используется игровая форма. Особенно популярно такое совмещение для детей младшего возраста.

Коротко о главном

Программное обеспечение компьютера делится на три части: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования.

С помощью прикладных программ пользователь может непосредственно решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию.

К прикладному ПО относятся: офисные, мультимедийные, развлекательные и образовательные, профессиональные и другие программы.

Вопросы и задания

1. Что такое программное обеспечение компьютера?

2. Какие задачи выполняет прикладное программное обеспечение?

3. Назовите основные виды прикладных программ общего назначения.

4. Что такое прикладные программы специального назначения?

О системном ПО и системах программирования

Основные темы параграфа:

— что такое операционная система;
— интерактивный режим;
— сервисные программы;
— системы программирования.

Изучаемые вопросы:

— Понятие программного обеспечения.
— Типы программного обеспечения
— Состав прикладного программного обеспечения.
— Системное программное обеспечение и функции операционной системы.
— Понятие интерактивного режима работы.
— Сервисные программы.
— Система программирования – инструмент для работы программиста.

Что такое операционная система

Для чего нужны прикладные программы, понять несложно. А что же такое системное программное обеспечение?

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС).

Операционная система — это набор программ, управляющих оперативной памятью, процессором, внешними устройствами и файлами, а также ведущих диалог с пользователем.

У операционной системы очень много работы, и она практически все время находится в рабочем состоянии. Например, для того чтобы выполнить прикладную программу, ее нужно разыскать во внешней памяти (на диске), поместить в оперативную память (найдя там свободное место), начать исполнение программы, контролировать работу всех устройств компьютера во время выполнения и в случае сбоев выводить диагностические сообщения. Все эти заботы берет на себя операционная система.

Вот названия некоторых распространенных ОС для персональных компьютеров: Windows, Linux, Mac OS.

Интерактивный режим

Операционная система общается с пользователем через определенную диалоговую среду (оболочку), отражаемую на экране: «Рабочий стол», файл-менеджер и пр. Желая выполнить какое-то действие, пользователь передает ОС соответствующую команду, воздействуя на элементы диалоговой среды. Например, это может быть команда запуска прикладной программы, команда выполнения операции с файлами (удалить файл, скопировать и пр.), команда сообщения текущего времени или даты, команда перезагрузки компьютера. После завершения выполнения данного этапа работы операционная система переходит в состояние ожидания следующей команды от пользователя.

Такой режим работы называется диалоговым режимом. Благодаря ОС пользователь никогда не чувствует себя брошенным на произвол судьбы. Все операционные системы на персональных компьютерах работают с пользователем в режиме диалога. Режим диалога часто называют интерактивным режимом.

Сервисные программы

К системному программному обеспечению кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование, «лечение» и пр.), сжатия файлов на дисках (архиваторы), борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.

Компьютерным вирусом называют вредоносный программный код, способный нанести ущерб данным на компьютере или вывести его из строя. Основными разносчиками вирусов являются: нелицензионное программное обеспечение, файлы, скопированные из случайных источников, а также глобальная компьютерная сеть Интернет. Борьбой с компьютерными вирусами занимаются специалисты, создающие антивирусные программы.

В составе программного обеспечения компьютера обязательно должны присутствовать антивирусные программы. Однако такую программу недостаточно лишь однажды установить на компьютер. После этого нужно регулярно обновлять ее базу — добавлять настройки на новые типы вирусов. Наиболее оперативно такое обновление производится через Интернет серверами фирм-производите- лей антивирусных программ.

Системы программирования

Кроме системного и прикладного ПО существует еще третий вид программного обеспечения. Он называется системами программирования (СП).

Система программирования — это комплекс инструментальных средств, предназначенных для работы с программами на одном из языков программирования.

С системами программирования работают программисты. Они разрабатывают компьютерные программы. Всякая СП ориентирована на определенный язык программирования. Существует много разных языков, например Паскаль, Бейсик, ФОРТРАН, С («Си»), Ассемблер, ЛИСП и др. На этих языках программист пишет программы, а с помощью систем программирования заносит их в компьютер, отлаживает, тестирует, исполняет.

Программисты создают все виды программ: системные, прикладные и новые системы программирования.

Коротко о главном

Системное программное обеспечение — обязательная часть ПО. Его ядро составляет операционная система (ОС). ОС непосредственно связана с аппаратурой и управляет ее работой, организует работу с файлами, ведет диалог с пользователем.

К сервисным программам относятся программы обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и др.

Системы программирования — инструменты для работы программистов.

Вопросы и задания

1. Какие разновидности программного обеспечения имеются на современных компьютерах? Подготовьте сообщение.

2. Что такое операционная система (ОС)? Какие основные функции она выполняет?

3. Что такое диалоговый режим общения между ОС и пользователем?

4. Для чего предназначены системы программирования? Кто с ними работает?

Понятие программного обеспечения компьютера

Программа — это описание на формальном языке, «понятном» компьютеру, последовательности действий, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи.

Совокупность всех программ, предназначенных для выполнения на компьютере, называют программным обеспечением (ПО) компьютера.

Без программного обеспечения работа компьютера невозможна. Поэтому компьютер рассматривают как систему — единое целое, состоящее из взаимосвязанных частей: аппаратного обеспечения (технические устройства) и программного обеспечения.

Сфера применения конкретного компьютера определяется как его техническими характеристиками, так и установленным на нём ПО.

Стоимость программного обеспечения во многих случаях сравнима и даже превышает стоимость аппаратного обеспечения компьютера.

В зависимости от решаемых задач (работа с текстом, обработка или создание графических изображений, выполнение математических вычислений, организация досуга, доступ к информации в сети Интернет и т. д.) на однотипные компьютеры может быть установлено разное программное обеспечение.

Программное обеспечение современных компьютеров насчитывает огромное количество программ, оно непрерывно развивается — совершенствуются существующие программы, на смену одним программам приходят другие, появляются новые программы.

Всё многообразие компьютерных программ можно разделить на три группы: системное ПО, прикладное ПО, системы программирования.

Прикладное, описание

Прикладное программное обеспечение помогает в решении пользовательских задач. Основным понятием в нем выступает пакет прикладных программ.

Пакет прикладных программ — комплекс программ, сгруппированных для выполнения задач конкретной тематики.

Выделяют несколько типов прикладного ПО:

1. Общего назначения. Их задача состоит в автоматизации пользовательских задач различного направления. Набор таких программ имеется на каждом компьютере. К ним относят:

• табличные редакторы;
• текстовые и графические процессоры;
• системы автоматизации проектирования;
• системы управления базами данных;
• издательские системы.

2. Методо-ориентированные пакеты прикладных программ реализуют экономико-математические методы выполнения задач. Среди них:

• математическая статистика;
• математическое программирование;
• сетевое планирование и управление;
• теория массового обслуживания.

3. Проблемно-ориентированные используются для выполнения конкретной задачи в определенной области. К ним относят пакеты:

• бухгалтерского учета;
• банковские;
• правовых справочных систем и финансового менеджмента.

4. Сервисные программные средства предназначены для удобной организации рабочего пространства пользователя и оказывают вспомогательное действие.

• переводчики;
• информационные менеджеры.

Одной из самых популярных разновидностей прикладного программного обеспечения являются компьютерные игры.

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.

Классификация операционных систем

Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы .

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 — XP)

В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

1. Однозадачные (MS DOS).
2. Многозадачные (OS/2, Unix, Windows).

В зависимости от областей использования:

1. Системы пакетной обработки (ОС ЕС).
2. Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows).
3. Системы реального времени (RT11).

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По типу аппаратного комплекса:

Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.

В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.