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).

«Программное обеспечение компьютера. Операционная система». 10‒11-й класс

Презентация к уроку

Цели урока:

• сформировать у учащихся представление о структуре программного обеспечения,
• дать краткую характеристику видам программного обеспечения.
• познакомить учащихся с видами, назначением, составом и этапами загрузки операционной системы;

Задачи урока.

• дать представление о программном обеспечении персонального компьютера, его видах и назначении.
• дать представление об операционной системе, ее видах, структуре, назначении.

Развивающие: способствовать формированию умения анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательные: стимулировать развитие познавательных интересов, навыков и умений учащихся.

По окончанию изучения темы учащиеся должны:

• понятие программного обеспечения,
• понятие и назначение системного, прикладного, инструментария программного обеспечения и его виды,
• понятие, назначение, структура, виды операционной системы компьютера

• классифицировать программное обеспечение,
• ориентироваться в многообразии операционных систем,
• определять разрядность операционной системы.

Класс: 10-11.

Тип урока: урок-лекция.

Ход урока

Компьютер – универсальное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для обработки информации. Скорость обработки информации, виды обрабатываемой информации определяются техническими характеристиками компьютера. Однако даже самый мощный компьютер не в состоянии выполнить простой операции без определенного набора компьютерных программ.

Слайд 1. Итак, тема нашего занятия: «Программное обеспечение компьютера. Операционная система».

Слайд 3. В данной теме мы рассмотрим следующие вопросы:

• компьютерная программа;
• программное обеспечение, его состав и назначение;
• операционная система, ее функции, состав, виды;
• определение версии операционной системы;
• установка ОС.

Слайд 4. Чтобы понять, что такое программное обеспечение компьютера, давайте сначала дадим определение компьютерной программы.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте подобрать и записать на доске слова, характеризующие компьютерную программу, а затем самостоятельно сформулировать определение.)

Компьютерная программа — последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления компьютера.

Слайд 5. Компьютеры проникли во все сферы деятельности человека, начиная с начального образования и заканчивая изучением новейших технологий. На нем можно писать, слушать музыку, создавать модели машин и зданий. Все это возможно благодаря компьютерным программам

Программное обеспечение – совокупность программ и данных, которые используются для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

(В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году )

Слайд 6. Программное обеспечение по назначению подразделяется на: системное, инструментальное, прикладное.

Системное программное обеспечение (СПО) — пакет программ, который обеспечивает управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование. СПО — «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя.

Системное программное обеспечение, в свою очередь, подразделяется на: базовое программное обеспечение и сервисное программное обеспечение. Базовое программное обеспечение состоит из минимального набора программных средств, которые занимаются обеспечением работы компьютера. Оно поставляется вместе с компьютером и включает в себя: операционную систему, оболочки ОС, сетевое программное обеспечение. Для полноценного функционирования базового программного обеспечения обязательно нужно сервисное программное обеспечение.

Сервисное программное обеспечение — это совокупность программ, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. Сервисное ПО включает в себя: программы обслуживания сети, драйверы устройств, антивирусные программы, архиваторы, программы обслуживания дисков компьютера, программы для диагностики компьютера.

Инструментальное программное обеспечение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. В состав инструментального ПО входят: языки и системы программирования, интегрированные среды программирования, программные комплексы.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя: текстовые процессоры, табличные процессоры, базы данных, интегрированные пакеты, системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры), экспертные системы, обучающие программы, программы математических расчетов, моделирования и анализа, игры, коммуникационные программы.

Слайд 7. Давайте рассмотрим примеры программного обеспечения.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (приведите свои примеры программ системного, инструментального, прикладного программного обеспечения).

Слайд 8. По их правому статусу программы можно разделить на три большие группы: лицензионные, условно бесплатные и свободно распространяемые.

Лицензионные программы продаются в виде коробочных дистрибутивов: CD-диски + руководство пользователя. Согласно лицензионному соглашению разработчики программ гарантируют их нормальное функционирование в определенной операционной системе и несут за это ответственность.

Условно бесплатные программы – программы, предлагаемые разработчиками пользователям в целях их рекламы и продвижения на рынок. Пользователю предоставляется версия программы с ограниченным сроком действия или с ограниченными функциональными.

Свободно распространяемые программы. Многие производители программного обеспечения и компьютерного оборудования заинтересованы в широком бесплатном распространении программного обеспечения. К таким программным средствам можно отнести:

• новые недоработанные (бета) версии программных продуктов (это позволяет провести их широкое тестирование);
• программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок);
• дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности;
• драйверы к новым или улучшенные драйверы к уже существующим устройствам.

Слайд 9. Итоговые тезисы

Слайд 10. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны и аппаратурой компьютера с другой стороны. Она является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера (Software) .

Слайд 11. Операционную систему считают программным продолжением устройства управления компьютера. Она скрывает от пользователя сложности взаимодействия с аппаратной составляющей компьютера, образуя прослойку между ними. Таким образом люди освобождаются от трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Слайд 12. ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте самостоятельно определить некоторые функции ОС. Высказывания учащихся записываются на доске.)

Функции ОС: управление памятью, управление доступом к устройствам ввода-вывода, управление файловой системой, управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов, управление использованием ресурсов, загрузка программ в оперативную память и их выполнение, интерфейс с пользователем, межмашинное взаимодействие (сеть), защита самой системы и пользовательских данных и программ, разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Слайд 13. Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Структура операционной системы

• ядро (Kernel) — центральная часть операционной системы, выполняющая ее основные функции и решающая внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса.
• командный процессор – расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие через клавиатуру,
• драйверы периферийных устройств – программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором,
• дополнительные сервисные программы (утилиты) – делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером

Слайд 14. Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам.

ОС бывают: однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские, сетевые и локальные, системы с разделением времени и реального времени, однопроцессорные и многопроцессорные.

Однозадачные операционные системы позволяют запустить одну программу в основном режиме.

Многозадачность (multitasking, multiprogramming) – свойство операционной и вычислительной системы, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно.

Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно (Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories) .

Многопользовательская система, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) — система, позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной вычислительной машине со своего терминала (NetWare, Unix, REAL/32 и др).

Однопользовательская система (one user system) — операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской (MS DOS , ОС/2).

Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) — операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети (Windows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др).

Сетевые операционные системы бывают одноранговыми и серверными. Одноранговые операционные системы используются в одноранговых сетях (одноранговой сети — сети, в которых все компьютеры равноправны) и могут устанавливаться на любой рабочей станции (OS/2 WarpConnect, Windows NT Workstation, Windows for Workgroups). Серверные операционные системы состоят из двух частей: одна часть располагается на сервере, а другая — на рабочих станциях (Windows NT Server, OS/2 LAN Server, UNIX Ware, LINUX, SC).

Слайд 15. Классифицировать ОС можно по многим признакам. Рассмотрим еще один способ классификации операционных систем по типам.

Типы ОС:

• графические (с наличием графического пользовательского интерфейса — GUI) — текстовые (только командная строка);
• бесплатные — платные;
• открытые (с возможностью редактировать исходный код) — закрытые (без возможности редактировать исходный код);
• клиентские — серверные;
• 16-разрядная — 32-разрядная — 64-разрядная (в далеком прошлом были еще и 8-разрядные);

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ: (дате характеристику операционной системе WINDOWS)

Слайд 16. Классификация операционных систем по назначению

Системы реального времени.

• регламентированное время отклика на внешние события;
• одновременная обработка нескольких событий.

Встраиваемые системы – системы, работающие на специфическом аппаратном обеспечении (автомобили, микроволновые печи, роботы). Примеры: ОС Windows Embedded фирмы Microsoft и различные версии операционной системы Linux.

Операционные системы для супер-компьютеров – системы, в которых особенно важны вопросы производительности и скорости обмена между элементами системы (Linux).Такие системы используются на компьютерах, содержащих сотни и тысячи процессоров. Подобные компьютеры используются для решения очень сложных и объёмных вычислительных процессов.

Операционные системы для серверов — универсальные многопользовательские многозадачные операционные системы. Примерами таких систем могут служить: файловые серверы масштаба предприятия, веб-серверы, банковские системы, серверы баз данных и т. п.

Операционные системы для домашних и офисных компьютеров. Эти системы характеризуются удобным пользовательский интерфейс и поддержкой широкого круга устройств для ПК.

Слайд 17 — 18. Загрузка операционной системы.

Операционная система чаще хранится на диске — внешней памяти компьютера. Такой диск называется системным. При включении компьютера ОС считывается из внешней памяти и размещается в оперативной. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Этапы загрузку ОС:

• Выполнение программ ПЗУ (программы тестирования компьютера). Информация о ходе процесса отображается на экране монитора.
• Загрузка ОС. Здесь процессор ищет в 1 секторе диска программы-загрузчика MasterBoot. Master Boot ищет на диске основной загрузчик BootSector, загружает его в память и передает ему управление.
• BootSector ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.
• После загрузки ОС управление передается командному процессору.

Установка операционной системы. Операционная система распространяется в виде дистрибутив на CD/DVD. Дистрибутив обычно содержит программы для начальной инициализации системы, программу — установщик и набор специальных файлов, содержащих отдельные части системы.

Для установки операционной системы на компьютер необходимо:

• Дистрибутив ОС.
• Ключ продукта (для установки и активации ОС).
• Установленное оборудование компьютера: клавиатуру, мышь, монитор и дисковод компакт-дисков. Следует подключить компьютер к проводной сети при ее наличии.
• Драйверы устройств для устанавливаемой ОС
• Если выполняется переустановка ОС на использовавшемся ранее компьютере, то необходимо сделать резервную копию файлов и параметров. В процессе установки все файлы будут удалены.

Рассмотрим процесс установки ОС на примере Windows 7.

ИТОГИ УРОКА

Темы рефератов:

• История ОС;
• ОС Windows (характеристики, версии ОС);
• ОС Linux (характеристики, версии ОС);
• ОС Mac OS (характеристики, версии ОС);
• ОС MS-DOS (характеристики, версии ОС).

Слайд 19		Для начала установки (переустановки) Windows вставляем инсталляционный диск в DVD-привод и заходим в BIOS, где нужно указать загрузку с DVD — привода. Сохраним настройки, нажав клавишу F10, а затем нажмем OK и выйдем из BIOS. Компьютер перезагрузится.
Слайд 20		Если DVD-диск записан корректно и приоритет загрузки выставлен правильно, появится данное приглашение (надо нажать любую клавишу, пока оно на экране):При загрузке с диска должен появится такой экран:
Слайд 21		Выбираем язык системы и нажимаем Далее
Слайд 22		Для запуска установки нажимаем на кнопку Установить..
Слайд 23		Выбираем версию Windows 7.
Слайд 24		Соглашаемся с лицензионным соглашением и жмем Далее
Слайд 25		Выбираем в меню пункт Полная установка
Слайд 26		Выбираем раздел, на который будете устанавливать Windows 7.
Слайд 27		Нажимаем внизу на Настройки диска и нажимаем на Форматировать
Слайд 28		Установщик нас честно предупреждает, что все данные с раздела, который форматируете, будут удалены
Слайд 29		Когда форматирование закончится, нажимаем на кнопку Далее
Слайд 30		Ждем пока система установится
Слайд 31		Когда система установится, вводим имя пользователя и имя компьютера
Слайд 32		Вводим по желанию пароль и подсказку
Слайд 33		Вводим серийный номер.
Слайд 34		Указываем настройки безопасности
Слайд 35		Указываем часовой пояс
Слайд 36		Если компьютер подключен к сети и Windows содержит драйвер сетевой карты, то система автоматически предложит указать тип сети
Слайд 37		Конец загрузки
После завершения установки ОС устанавливаем драйвера устройств и необходимое прикладное и сервисное программное обеспечение.
Определение версии установленной операционной системы.
Слайд 38	ОС Windows 8. Наведите курсор мыши в правый верхний угол экрана и на всплывающей панели нажмите на кнопку Параметры. На всплывающей панели в списке Параметры выберите Сведенияо компьютере. В окне Система в блоке Выпуск Windows вы найдете информацию о версии ОС, версии установленного пакета обновлений (Service Pack). В блоке Система вы также можете найти информацию о типе системы (32 -разрядная,64-разрядная операционная система).
Слайд 39	ОС Windows 7 В левом нижнем углу экрана нажмите на кнопку Пуск. Нажмите правой кнопкой мыши на пункт меню Компьютер и выберите пункт Свойства. В окне Система в блоке Издание Windows вы найдете информацию о версии ОС, версии установленного пакета обновлений (Service Pack). В блоке Система вы также можете найти информацию о типе системы (32 -разрядная, 64-разрядная операционная система).
Слайд 40	ОС Windows XP В левом нижнем углу экрана нажмите на кнопку Пуск. Нажмите правой кнопкой мыши на пункт Мой компьютер и выберите пункт Свойства. В окне Свойства системы на вкладке Общие в блоке Система вы можете найти информацию о версии ОС и пакете обновлений (Service Pack).
Практическая работа: определить версию операционной системы определить тип программного обеспечения по назначению
Слайд 41

Список литературы и интернет ресурсов:Введение в операционную систему UNIX. Кулябов Д. С.