Программное обеспечение: структура, основные типы, примеры

Программное обеспечение — основное понятие

Программное обеспечение (ПО) — составляющая часть компьютера, комплекс программ, необходимых для работы с информацией. Самое распространенное ПО — операционная система Windows.

Программное обеспечение управляет аппаратной частью ПК, которая производит физические операции. Удобство и универсальность ПО заключается в его способности модифицироваться. Программа, способная запоминать информацию, сделала вычислительные машины гибкими и легко адаптируемыми к разным условиям работы.

Любая программа проходит 3 этапа: создание, применение и сопровождение. В процессе разработки ПО насчитывается 6 стадий:

• определение требований;
• создание проекта;
• разработка команд;
• группировка всех компонентов;
• проверка работоспособности (тестирование);
• оформление сопроводительной документации.

Основные характеристики ПО:

1. Любой процесс может быть выражен при помощи верной последовательности команд.
2. Сложность разработки заключается в его абстрактности.
3. Для создания нового ПО необходим компьютер с установленным программным обеспечением.
4. Проектирование набора команд менее сложная работа, чем адаптация системы к пользователю и настройка управления.
5. ПО — это средство для достижения цели.

Виды программного обеспечения

Различают 3 основных вида программного обеспечения:

• системное;
• прикладное;
• инструментарий технологии программирования (инструментальные средства).

ПО классифицируется также в соответствии с характеристиками, выполняемыми функциями:

1. По режиму эксплуатации: групповое, индивидуальное, сетевое.
2. По масштабу: малое, среднее, большое.
3. По свойствам стабильности: стабильное, средней стабильности, нестабильное. Стабильные компоненты обеспечения корректно функционируют, не требуя внесения изменений и дополнений. Нестабильное оборудование не гарантирует бесперебойной работы.
4. По требованию защиты: надежные, сомнительные.
5. По необходимым рабочим характеристикам: гибкие/неизменные, универсальные, полные.
6. По исходному языку: машинные, машинно-ориентированные, алгоритмические, интегрированные, процедурно-ориентированные, проблемно-ориентированные.
7. ПО различается в зависимости от характеристик вычислительной среды: алгоритмической сложности, объемов файловой системы, разновидности процессора, системности обработки.
8. По классу пользователя: простой клиент, расширенный пользователь, максимум.
9. По значению критичности: секретность, национальная безопасность, жизнь человека, паника в социальной сфере, частная собственность, безопасность в организации.
10. По видам доступа к использованию: просмотр и редактирование для всех пользователей, только просмотр, редактирование для некоторых пользователей, просмотр только для некоторых пользователей.

По способу распространения и использования выделяют 6 типов:

Free — распространяются бесплатно, доступны для скачивания, копирования;

Adware — бесплатные, содержащие платные дополнительные функции;

Shareware — бесплатные для индивидуального пользования, доступ компании разрешается за определенную оплату;

Trial — скрипты, позволяющие бесплатно производить действия в течение установленного периода (10-30 суток), для дальнейшего доступа необходима покупка лицензионного ключа;

Demo — пробная версия программы;

Закрытое ПО представляет собой частную собственность разработчиков, доступ к которой возможен лишь при определенных условиях, выставленных автором.

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.

Системное, что включает

Системное ПО (System Software) — группы программ и их систем, которые обеспечивают работу компьютера.

СПО предназначается для:

• формирования условий для функционирования других программных групп;
• обеспечения автоматизации разработки нового софта;
• регулирования качества работы компьютера и вычислительной системы;
• диагностирования и профилактики компьютерной аппаратуры;
• произведения дополнительных технологических процессов (архивирование, восстановление компонентов программ и файлов баз данных, копирование).

Продукты данного вида ПО являются неотъемлемой частью компьютера и рассчитаны на опытных пользователей — оператора, администратора сети или системного программиста.

СПО состоит из системных программ управляющих и обрабатывающих.

Управляющие системные программы обеспечивают корректную работу всех механизмов системы и выполняют функции:

1. Руководство вычислительными комплексами.
2. Взаимодействие с внутренними данными операционной системы.

В зависимости от местонахождения управляющие программные средства делятся на:

• резидентные составляют ядро ОС и расположены в основной памяти;
• транзитные загружаются в память компьютера только перед исполнением.

Компании-разработчики предоставляют управляющие системные программы в виде драйверов специальных устройств и инсталляционных пакетов ОС.

Обрабатывающие системные программы представляют собой дистрибутивные пакеты, в состав которых входит ПО (приложения, программы инсталляции).

По другой классификации в структуру ПО включают:

1. Базовое — минимальный комплекс программ, который обеспечивает работу компьютера. К ним относят:

• ОС и входящие в их состав драйверы;
• операционные оболочки, при помощи которых ОС может взаимодействовать с пользователем (интерфейс);
• системы, управляющие файлами.

Операционная система — комплекс программных средств, который обеспечивает регулирование работы аппаратной части компьютера и прикладных программ, их кооперацию и взаимодействие с пользователем.

Операционная система выполняет роль интерфейса между компьютерной аппаратурой и задачами пользователя. Её задача заключается в организации корректных вычислений и обеспечении эффективности использования вычислительных ресурсов.

Системы управления файлами служат для создания удобного доступа к файлам (данным), используют логический доступ, указывая имя файла вместо определенных физических адресов.

2. Сервисное — софт, который дает возможность расширить функционал базового ПО и обеспечивает удобство для пользователя. В зависимости от выполняемой функции среди них выделяют:

• драйверы специальных устройств, которые не входят в состав ОС;
• программы, диагностирующие работоспособность компьютерной системы;
• антивирусники, которые предназначены для защиты компьютера, обнаружения и очистки вредоносных файлов;
• программные средства, контролирующие процессы на дисках (сохранение файлов, сжатие дисков, формирование копий, проверка состояния поверхности диска;
• архиваторы, предназначенные для сжатия файлов с целью уменьшения их размеров;
• программы, обслуживающие сеть.

Для обозначения сервисных программ часто используют понятие «утилиты».

Инструментальное

Инструментальное ПО (системы программирования) предназначено для использования разработчиками в процессе проектирования и создания программ.

Элементами системы программирования являются:

1. Текстовые редакторы помогают создавать, редактировать и объединять тексты.
2. Транслятор преобразовывает алгоритмический язык программы в машинный (двоичные коды), создавая при этом объектный модуль. Интерпретатор осуществляет перевод построчно, не создавая объектный модуль.
3. Средства отладки (отладчик) обеспечивают пошаговое выполнение программ с предоставлением данных о результатах исполнения.
4. Библиотеки подпрограмм.

ПО современного компьютера: составные части

В состав программного обеспечения современного компьютера входят:

1. Операционная система ( MS DOS , OS /2, Unix , Windows 9х, Windows XP).
2. Программные оболочки операционных систем: Norton Commander ( Symantec ), FAR ( File and Archive manageR ).
3. Антивирусные программы (Avira Free Security Suite, Avast Free Antivirus, Kaspersky Free, Panda Free Antivirus, 360 Total Security).
4. Программы-архиваторы ( WinRAR, 7-Zip, IZArc, HaoZip, WinZip).
5. Программы для записи дисков (BurnAware Free, Nero 9 Lite, ImgBurn, CDBurnerXP, DeepBurner Free, Ashampoo Burning Studio Free, Burn4Free).
6. Текстовые редакторы ( MS Word , Word Perfect , Лексикон).
7. Табличные процессоры ( MS Excel , Lotus 1-2-3, Quattro Pro).
8. Программы для создания презентаций (MS Power Point, Freelance Graphics, Harvard Graphics).
9. Графические редакторы (Сorel Draw, Adobe Photoshop).
10. Издательские системы (Page Maker, Venture Publisher).
11. Программы распознавания текстов ( Fine Reader , Cunei Form).
12. Системы управления базами данных (MS Access , Oracle , MS SQL Server , Informix).
13. Пакеты бухгалтерского учета и контроля (1С: Бухгалтерия, Галактика, Анжелика).

Продукты программные: основные характеристики, применение

На заре развития компьютерной техники появилось понятие языков программирования и создаваемых с их помощью последовательностей команд, которые чуть позже стали называть приложениями. По сути, это продукты программные (именно программные). То есть заданный набор команд позволяет выполнить ту или иную задачу или обеспечить функционирование компьютерной системы в целом. Какие же они бывают?

Продукты программные: базовая классификация

Оговоримся сразу: в дебри компьютерной технологии лезть не будем, а постараемся разобраться в том, что собой представляют и какими бывают программы, так сказать, простым языком.

На сегодняшний день имеется несколько типов классификации программного обеспечения, или ПО. Среди основных типов выделяют:

Иногда в этот список включают еще средства разработки и администрирования в виде специальных утилит, но, по большому счету, их можно отнести к системным приложениям.

Типы программных продуктов по использованию

Существует и другая классификация, подразумевающая использование программных продуктов по типу прав доступа к ним и стоимости. Сюда можно включить следующие понятия:

• проприетарное ПО с монополией правообладателя, который предоставляет только права на его установку и использование, сохраняя при этом право интеллектуальной собственности;
• коммерческое (платное) ПО, подразумевающее покупку программного продукта и официальной лицензии;
• условно-бесплатное ПО (shareware), которым можно пользоваться в течение определенного времени (как правило, 30 дней), после чего следует приобрести лицензию или зарегистрировать продукт;
• бесплатное (freeware) ПО – программы и приложения, не требующие наличия лицензии или оплаты;
• бесплатное ПО с открытым исходным кодом (лицензия GNU), которое любой желающий может изменять или модифицировать по своему усмотрению.

Теперь рассмотрим некоторые типы целых программных пакетов и единичных приложений каждого типа несколько подробнее.

Программное обеспечение Firmware

Этот тип ПО относится к системной части. Иными словами, это средства базового уровня, обеспечивающие взаимодействие между программной средой компьютера (операционной системой или установленными приложениями).

Сегодня их называют драйверами – небольшими программами, созданными для того, чтобы программная часть компьютерной системы распознавала и обеспечивала корректную работу любого «железного» компонента. Как правило, все настройки сохраняются в специальном чипе на материнской плате, имеющем собственную программную среду, называемую BIOS. И именно BIOS хранит не только базовые настройки «железа», но и диагностирует его при включении компьютерного терминала (если все конфликты или сбои не обнаружены, выдается характерный одиночный звуковой сигнал при старте компьютера через системный динамик).

Операционные системы

Наверное, не нужно говорить, что операционные системы являются основной частью ПО, осуществляющего связь между компьютером и пользователем. Грубо говоря, это своего рода прослойка, благодаря интерфейсу которой юзер получает доступ к тем или иным функциям системы и выполнению определенных задач при помощи приложений разного типа и уровня.

На сегодняшний день их известно достаточно большое количество, причем не все они равнозначны. Большинство имеет графический интерфейс, но встречаются даже текстовые «операционки». В любом случае они включают в себя мощнейший инструментарий для обеспечения функционирования всех компонентов и работы пользователя в системе, включая языковые трансляторы и многие другие вещи.

Средства разработки

Разработка программных продуктов любого типа, будь то ОС или любое приложение, осуществляется на основе какого-либо языка программирования, который включает в себя не только определенный набор команд, но и трансляторы, языковые интерпретаторы, компиляторы и т. д. (иногда даже дисассемблеры).

Многие языки используют ручной ввод команд, скажем, в текстовом режиме, можно найти даже целые специализированные платформы, позволяющие работать с языками вроде Delphi или Java без специальных знаний, так сказать, на интуитивном уровне. Кстати, то же самое касается и веб-разработки сайтов, когда страницы и их взаимосвязи создаются на основе встроенных возможностей, которыми обладают такие программные продукты. Примеры? Пожалуйста! Тот же редактор MS Office Word, WordPress и т. д.

Средства администрирования

Системное администрирование является неотъемлемой частью любой программной среды. Действительно, своевременное выявление и исправление неполадок и ошибок в работе единичного компьютера, терминалов в локальной сети или даже в функционировании целых интернет-ресурсов, размещенных на удаленных серверах, позволяет избежать множества проблем в дальнейшем.

К примеру, в стандартном наборе Windows-систем (и не только в них) тоже имеются специальные программы и приложения, позволяющие, например, проверить на ошибки жесткий диск, провести тестирование оперативной памяти и т. д. Само собой разумеется, что существуют и специализированные сторонние утилиты, имеющие в своем функционале расширенные наборы инструментов. С их использованием системное администрирование выходит на новый, более высокий уровень.

В качестве интереснейшего примера можно привести программу для поиска и исправления системных ошибок на винчестере белорусского разработчика под названием Victoria, которая имеет куда больше возможностей, чем стандартная утилита Windows. Программа HDD Regenerator вообще может «перемагничивать» жесткие диски, восстанавливая сбойные сектора, но не затрагивая информацию, хранящуюся в кластерах. И это только малая толика приложений данного направления. А если рассмотреть еще и приложения для системных администраторов, позволяющие контролировать любой локальный компьютер в сети или даже функционирование всей такой сетевой системы, то просто диву даешься, до чего дошел прогресс: здесь сегодня утилит столько, что всего и не опишешь.

Обеспечение информационной безопасности

Что касается защиты информации и обеспечения безопасности любой системы, здесь тоже существуют такие средства. Такие продукты, программные модули которых написаны на языках высшего уровня, позволяют противодействовать угрозам любого типа.

А ведь речь идет не только об антивирусах. В равной степени сюда можно отнести и разного рода антишпионы, программы, препятствующие проникновению надоедливой рекламы, в конце концов, даже виртуальные сетевые экраны, называемые файроволлами или брэндмауэрами.

Средства доступа к Интернету

Предыдущий тип приложений, ориентированный на обеспечение информационной безопасности, очень тесно связан с доступом к Интернету, ведь сегодня именно оттуда исходит большинство угроз.

Что же до обеспечения самого доступа, основными средствами являются так называемые интернет-браузеры, работающие на основе строго определенных сетевых настроек (IP-адрес компьютера, маска подсети, основной и дополнительный шлюзы, DNS-, WINS- и прокси-серверы и т. д.). Такие приложения зачастую относят к прикладным программам.

Прикладное ПО

Теперь перейдем к самому большому классу программ – прикладному ПО. Приложения этого типа являются строго ориентированными на выполнение конкретных задач, к примеру, математических, офисных, развлекательных, научных и многих других.

Перечислить все просто физически невозможно, однако с уверенностью можно выделить несколько направлений: работа с документацией и электронными таблицами (офисные программы и системы документооборота), бухгалтерский учет, обработка мультимедиа (графика, аудио и видео), системы проектирования, платформы для математических и научных вычислений или моделирования, средства работы с базами данных, почтовые клиенты и браузеры, файловые менеджеры и т. д. Перечислять такие приложения можно до бесконечности.

Базовый набор ОС Windows

Теперь рассмотрим основные программные продукты, которые имеются в любой операционной системе, на примере Windows. Само собой разумеется, что назвать такой набор универсальным можно с большой натяжкой, ведь в других «операционках» такие наборы могут существенно отличаться. Тем не менее в связи с тем, что именно эти ОС у нас получили наибольшее распространение, обсудим именно этот пакет.

Если кто обращал внимание, после первой установки Windows в основном меню можно найти программы, отсортированные по назначению: стандартные, служебные, административные и т. д. Но вот далеко не все знают, что это только малая часть айсберга. Дело в том, что многие служебные утилиты в меню не отображаются. В большинстве своем их можно вызвать либо из командной строки, либо из меню «Выполнить».

Кроме того, в «чистой» Windows-системе напрочь отсутствует основной офисный пакет, хотя средства просмотра некоторых документов все же есть (тот же Word Pad). Таким образом, получается, что после инсталляции самой «операционки» пользователю приходится самостоятельно устанавливать еще и основной офисный пакет. Впрочем, трудностей это не вызывает.

Ну а о калькуляторах, блокнотах, файловых менеджерах, интернет-браузерах и многом другом вообще можно не говорить – они имеются в каждой системе.

Утилитарные программы

Наконец, рассмотрим продукты, программные возможности которых позволяют не только проводить диагностику или оптимизировать работу системы, но и являются дополнительным инструментом при работе с некоторыми типами данных.

Первый тип приложений очень часто называют оптимизаторами. Они находят и исправляют ошибки системного уровня в самой «операционке», а также позволяют отключать некоторые ненужные пользователю фоновые процессы, потребляющие чрезмерное количество ресурсов, таким образом, ускоряя работу системы в целом.

В Windows таких средств практически нет, ну разве что стандартные средства проверки и дефрагментация диска. К сожалению, неиспользуемые компоненты или фоновые службы приходится отключать вручную, а без специальных знаний это может привести к непредсказуемым последствиям. Зато оптимизаторы работают в автоматическом режиме, отключая только то, что не приведет к критическим сбоям.

То же самое касается редактирования и дефрагментации системного реестра, который может содержать огромное количество бесполезных, устаревших или неправильных ссылок, что как минимум увеличивает время загрузки конкретных приложений и всей системы при старте.

Удаление приложений стандартный деинсталлятор Windows тоже не всегда производится корректно. Частенько по завершении процесса в системе остается куча мусора в виде остаточных файлов, папок или записей в том же реестре. Тут на помощь приходят уникальные утилиты вроде iObit Uninstaller, который чистит систему целиком и полностью, после чего юзеру не приходится заниматься поиском и удалением оставшихся объектов вручную.

Еще одним примером можно назвать обновление драйверов устройств. Здесь автоматический режим также не предусмотрен. Но сторонние утилиты вроде Driver Booster справляются с этим элементарно, причем обновляют драйвера исключительно из официальных источников (сайтов производителя оборудования).

Наконец, одними из самых востребованных являются архиваторы, ведь даже при загрузке файлов из Интернета при достаточно большом начальном объеме они упакованы в специальные архивы для уменьшения «веса». Кроме того, большие папки могут разбиваться на несколько отдельных архивов, а программы уровня WinRAR, WinZIP или 7Zip позволяют обрабатывать такие данные элементарно.

Вместо послесловия

Напоследок остается сказать, что, конечно, это далеко не все программные продукты, которые сегодня можно отыскать. Однако, думается, даже при таком минимальном описании любой пользователь сможет почувствовать разницу между программами разного назначения и сделать общие выводы о том, какими они вообще бывают и для чего служат.