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).

Основные понятия ОС Windows

В ОС Windows приложения, папки, документы рассматриваются как объекты, поэтому пользователю предоставляется возможность так называемого объектно-ориентированного подхода.

Все объекты имеют определенные свойства, и над ними могут проводиться определенные операции. Например, документы имеют определенный объем, их можно копировать, перемещать, переименовывать. Окна имеют размеры, их можно изменять. Папки можно открыть, копировать, переносить, переименовывать. Хотя каждый из этих объектов имеет разные свойства, с ними можно производить различные действия, технология работы с объектами и интерфейс универсальны. Это позволяет пользователю достичь единообразия при работе с разными объектами.

Ознакомиться со свойствами любого объекта, а также выполнить над ним разрешенные для него операции можно, вызвав контекстное меню.

Базовые понятия ОС Windows:

1. Документ – любой файл, созданный пользователем.

2. Инструмент – программа, с помощью которой создаются и редактируются документы пользователя.

3. Папка – служит для упорядочения хранения документов (аналог каталога в MS DOS). Папка как и каталог может содержать вложенные папки.

4. Корзина – технология, позволяющая выбрасывать ненужные документы.

5. Пиктограмма или значок – условный графический символ, снабженный надписью и однозначно связанный с соответствующим объектом.

6. Ярлык – условный графический символ, с помощью которого организуется ссылка на объект. Это путь к объекту, который хранится в другом месте или специальный файл связи. Для одного и того же объекта можно организовать множество ярлыков, удаление ярлыка не ведет к удалению самого объекта.

7. Рабочий стол – скрытая папка \Windows\Рабочий стол — абсолютно чистым быть не может. Как правило, на рабочем столе располагаются специальные папки «Мой компьютер», Корзина, Мои документы и «Сетевое окружение». На рабочем столе целесообразно создавать ярлыки для быстрого доступа к дискам, папкам и документам наиболее часто используемым.

8. Командный центр. В Windows9x их несколько. Это специальные прикладные и управляющие программы.

— панель задач (кнопка «Пуск» — программы, документы, настройка, справка, выполнить, остановка и завершение работы; кнопки всех открытых папок и программ);

— мой компьютер (средство, позволяющее получить сведения о составе компьютера, дисках, папках);

— сетевое окружение (средство, обеспечивающее быстрый доступ к сетевым ресурсам – дискам, принтерам, общим для всех компьютеров сети)

Элемент управления – стандартный объект, используемый ОС для ввода разного рода информации.

Основные элементы управления для Windows:

1. Меню. Это набор всевозможных команд, из которых надо выбрать одну. Пример – главное меню Windows, появляющееся после нажатия кнопки ПУСК. Меню представляет собой перечень команд, из которых необходимо сделать выбор. Выбор команды осуществляется кнопкой мыши и щелчком. Обычно это приводит к выполнению определенной команды. Все меню обладают общими свойствами : могут иметь несколько уровней (меню, подменю), могут иметь недоступные для выполнения пункты (блеклые), могут иметь пункты, при выборе которых открываются диалоговые панели (эти пункты имеют названия, которые оканчиваются многоточием)

2. Окна. Существуют два типа окон – окна приложений и окна документов.

В окнах приложений выполняются любые запущенные на выполнение или отражается содержимое папки. Открыть или закрыть окно приложений – то же, что запустить программу на выполнение или завершить ее. Эти окна можно перемещать, сворачивать и разворачивать.

Основными элементами окна приложения являются:

— рабочая область – внутренняя часть окна;

— границы – рамка, ограничивающая окно, размеры окна можно изменить;

— заголовок – строка над верхней границей окна;

— строка горизонтального меню – располагается под заголовком, содержит пункты меню;

— панель инструментов, располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам;

— кнопки свернуть, развернуть, закрыть расположены в верхней правой части окна.

Окна документов предназначены для работы с документами и «живут» внутри окон приложений. Их можно также раскрывать, закрывать, сворачивать, перемещать, но они всегда остаются в пределах окна своего приложения. Окно документа всегда содержит заголовок (имя документа), а также часто полосы прокрутки и линейки.

3. Диалоговые окна. Используются для проведения настроек и задания различных параметров программ. В диалоговых окнах содержатся разнообразные элементы управления.

4. Командная кнопка. При ее нажатии исполняется некая команда. Для работы с кнопками используют мышь. Простой щелчок мышью используют для работы с элементами управления, двойной щелчок – для работы с объектами (значками и папками). Щелчок правой (дополнительной) кнопкой мыши применяется для доступа к свойствам объектов, при этом раскрывается контекстное меню.

5. Списки представляют собой набор предлагаемыхна выбор значений.

6. Раскрывающийся список. Список, у которого есть раскрывающая кнопка (в виде треугольной стрелочки). Если по ней щелкнуть, раскроется список, и в нем можно выбрать нужное значение, например, месяц года. Списки делают раскрывающимися исключительно для компактности.

6. Поле ввода. Например, ввод текущего года. Еще этот элемент управления называют текстовым полем. Оно позволяет вводить текстовую информацию.

7. Кнопки счетчика. Данные в текстовые поля обычно вводят с помощью клавиатуры, но если это числовые данные, то удобно пользоваться кнопками счетчика. Это пара кнопок в виде стрелок. Щелчок по верхней кнопке увеличивает, а по нижней – уменьшает значение.

8. Стандартные командные кнопки. Автор программы может создавать любые кнопки, но есть несколько общепринятых кнопок: OK (для ввода сделанных настроек и закрытия диалогового окна), ПРИМЕНИТЬ (чтобы сохранить настройки, но не закрывать окно), ОТМЕНА ( для отмены всех сделанных настроек и закрытия окна).

9. Вкладки. В диалоговом окне может быть так много элементов управления, что они в нем не поместятся. В таких случаях окно составляют из нескольких страниц-вкладок. У вкладок есть корешки. Чтобы открыть другую страницу диалогового окна, надо просто щелкнуть на ее корешке левой кнопкой мыши. Например, выбрали пункт меню Найти\Файлы и папки… Появится диалоговая панель, которая содержит три вкладки : Имя и местоположение, Дата, Дополнительно.

10. Флажки. Это элементы управления, имеющие два состояния. Они позволяют пользователю делать нужный выбор параметров. Флажки можно использовать группами, тогда они позволяют выбрать несколько вариантов из одного списка. Раскрывающийся список не дает такой возможности.

11. Переключатели. Похожи на флажки, тоже имеют два состояния – включено, выключено. Но один из переключателей включен всегда. Когда включается другой переключатель, предыдущий выключается.

12. Контекстное меню. На Рабочем столе Windows располагаются значки программ, документов, папок – все это объекты Windows, включая сам Рабочий стол. У каждого объекта есть индивидуальные свойства ( к примеру, названия, значки и др.).Если щелкнуть правой кнопкой мыши по свободному месту Рабочего стола, раскроется контекстное меню. Оно содержит команды, относящиеся именно к тому объекту, на котором произошел щелчок.

13. Движок (ползунок). Его перемещают методом перетаскивания при нажатой левой кнопке. Позволяет плавно изменять значение параметра (например громкость).

14. Полоса прокрутки. Если в окне содержится так много данных, что они в него не помещаются, в окне образуются полосы прокрутки, с помощью которых можно «прокручивать» содержимое окна.

15. Надпись. Обычное текстовое сообщение, которое пользователь может прочитать, но не может изменить. Сама надпись ничем не управляет, но помогает пользователю управлять программой.

Таблица, в которой перечислены английские названия некоторых элементов управления:

Элемент управления	Control
Кнопка	Button
Меню	Menu
Список	Listbox
Раскрывающийся список	ComboBox
Диалоговое окно	Dialog box, Dialog
Полоса прокрутки	Scrollbar
Флажок	Checkbox
Переключатель	Option
Корешок вкладки	Tab
Текстовое поле	Text box
Надпись	Label
Движок	Slider
Список дисков	DriveListBox
Список каталогов	Directory List Box
Список файлов	File List Box

В программировании дружественными называют приложения, которые просты в работе и понятны с первого взгляда. Работая с ними, пользователь может предугадать, что будет, если он выполнит то или иное действие, например, щелкнет по какой-нибудь кнопке. Простейшая дорога к дружественному программированию лежит через стандартизацию. Если все программы имеют одинаковые элементы управления, то пользователи, освоившие одну программу, могут легко осваивать и другие. Для создания пользовательского интерфейса современных Windows – приложений используются выше перечисленные элементы управления.

Особенности ОС Windows:

1. Ориентирование на неподготовленного пользователя (простота работы в операционной среде;

2. Единый пользовательский интерфейс

3. Оптимальное управление оперативной памятью;

4. Возможность подключать новые внешние устройства без перенастройки ОС;

5. Возможность автоматической настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы с этими компонентами.

6. Возможность использовать в конкретной программе объекты, созданные средствами другой программы;

7. Совместимость с MS DOS;

8. Возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одной программы на другую;

9. Возможность использовать анимацию, мультимедиа и многое другое;

10. Поддержка масштабируемых шрифтов (используются не растровые, а векторные шрифты).

11. Многозадачность (обеспечение одновременного выполнения нескольких задач и переключение с одной на другую), основные понятия многозадачности – процесс (выполнение программ в целом), поток (часть процесса, выполняемая параллельно)

12. Средства обмена данными. Существует 3 способа:

— общий буфер обмена Clipboard — одна программа помещает данные в буфер, а другие могут ее использовать (Копировать CTRL+Insert, Вставить SHIFT+Insert).

— динамический обмен данными (DDE) – одна из программ использует данные из другой программы, например, в текстовый редактор вставляются диаграммы из табличного процессора, причем исходные данные в любой момент можно обновить.

— технология OLE (Object Linking and Embedding). Этот механизм связи и внедрения объектов представляет собой набор стандартов и программ, предназначенных для одновременной работы с одной и той же информацией в разных файлах..

13. Встроенные средства поддержки работы в локальных сетях и сетях Internet;

Динамический обмен данными DDE (Dinamic Data Exchange) – средство непосредственного обмена данными между приложениями.

Имеется 3 категории технологии DDE:

— конвертирование, т.е. изменение формата документа (например, формата .txt в формат .doc.).

— импорт-экспорт данных – данные одного файла-документа пересылаются в другой файл-документ. (Конвертирование – частный случай импорта-экспорта данных. При этом у них может быть совершенно разный формат и класс. Например, текстовый формат и формат баз данных:

ü динамический обмен данными – разработанный фирмой Microsoft набор специальных соглашений (протоколов) об обмене данных между приложениями фирмы Microsoft. Например, письма Word рассылаются по адресам, которые берутся из базы данныхAccess.

Технология OLE (Object Linking and Embedding) – связь и внедрение объектов. В одном документе можно объединить объекты разного происхождения. (текст, фото, музыка) – такие документы называют составными. Причем, после внедрения докуменат из другого приложения, остается возможность редактировать этот объект средствами родного приложения. Таким образом, если установлена связь, то этот объект как бы будет «жить» своей жизнью. Например, в документ Word внедрен объект Visio. При щелчке дважды мышью на этом объекте, открывается приложение, в котором создан этот объект, т.е. Visio. Закрыв Visio, мы снова попадаем в Word. Документ Word при этом называют клиентом OLE или приложением-приемником, а объект Visio – сервером OLE или приложением-источником.

Связать и внедрить объект по технологии OLE можно одним из следующих способов:

1. Через буфер обмена командой ПРАВКА\СПЕЦИАЛЬНАЯ ВСТАВКА.

2. Командой приложения ВСТАВКА\ОБЪЕКТ (например, формулы можно вставить через объект Microsoft Equation 3.0.

3. Просто перетащить по технологии Drag-and-Drop.

Для возврата в OLE-клиент достаточно щелкнуть мышью вне созданного объекта.