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).

Назначение программных средств, их классификация, состав.

Программное обеспечение – комплекс программных и документальных средств, для создания и эксплуатации компьютерных систем.

Программные средства можно классифицировать по разным признакам. Наиболее общей является классификация, в которой основополагающим признаком служит область использования программных продуктов:

аппаратная часть компьютеров и сетей ЭВМ;

технология разработки программ;

функциональные задачи различных предметных отраслей.

Исходя из этого выделяют три класса программных продуктов (рис. 1):

системное программное обеспечение;

инструментарий технологии программирования;

пакеты прикладных программ.

По способу исполнения программы делят на

По степени переносимости программы делят на

По способу распространения и использования программы делят на

По назначению программы делят на:

По видам программы делят на:

компонент: программа, рассматриваемая как единое целое, выполняющая законченную функцию и применяемая самостоятельно или в составе комплекса;

комплекс: программа, состоящая из двух или более компонентов и (или) комплексов, выполняющих взаимосвязанные функции, и применяемая самостоятельно или в составе другого комплекса.

Системное программное обеспечение обеспечивает согласованное взаимодействие устройств компьютера и создает условия для выполнения остальных программ. Самой важной частью системного программного обеспечения является операционная система – программа, необходимая для работы компьютера. Операционная система выполняет следующие функции:

обеспечение пользовательского интерфейса, то есть программных средств диалога человека и компьютера;

управление выполнением других программ на компьютере, в том числе организация их доступа к устройствам (процессору, памяти, устройствам ввода-вывода);

управление хранением информации на компьютере в виде иерархической системы папок, содержащих файлы.

Прикладное программное обеспечение (приложения) – это программы, непосредственно предназначенные для удовлетворения потребностей пользователя. Типичные представители прикладного программного обеспечения:

текстовые и графические редакторы;

программы работы с электронными таблицами;

системы управления базами данных;

средства просмотра web-страниц;

обучающие системы, электронные энциклопедии, игры;

специализированные программные системы, предназначенные для

автоматизации определенного вида профессиональной деятельности, например, банковские системы, системы управления транспортными перевозками, системы геометрического моделирования в машиностроении.

К инструментальному программному обеспечению относятся средства автоматизации разработки компьютерных программ, то есть инструменты программиста. Инструментальное ПО — это разновидность прикладного ПО (оно является прикладным для разработчика).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Роль и назначение операционной системы Microsoft Windows

Операциоонная систеема, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

Назначение операционной системы можно разделить на четыре основные составляющие Организация (обеспечение) удобного интерфейса между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера – с другой. Вместо реальной аппаратуры компьютера ОС представляет пользователю расширенную виртуальную машину, с которой удобнее работать и которую легче программировать.

Организация эффективного использования ресурсов компьютера. ОС не только представляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является своеобразным диспетчером ресурсов компьютера. К числу основных ресурсов современных вычислительных систем относятся процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители, принтеры, сетевые устройства, и др. Эти ресурсы определяются операционной системой между выполняемыми программами. В отличие от программы, которая является статическим объектом, выполняемая программа – это динамический объект, он называется процессом и является базовым понятием современных ОС.

Облегчение процессов эксплуатации аппаратных и программных средств вычислительной системы. Ряд операционных систем имеет в своем составе наборы служебных программ, обеспечивающие резервное копирование, архивацию данных, проверку, очистку и дефрагментацию дисковых устройств и др.

Кроме того, современные ОС имеют достаточно большой набор средств и способов диагностики и восстановления работоспособности системы. Сюда относятся:

— диагностические программы для выявления ошибок в конфигурации ОС;

— средства восстановления последней работоспособной конфигурации;

— средства восстановления поврежденных и пропавших системных файлов и др.

Возможность развития. Современные ОС организуются таким образом, что допускают эффективную разработку, тестирование и внедрение новых системных функций, не прерывая процесса нормального функционирования вычислительной системы. Большинство операционных систем постоянно развиваются (нагляден пример Windows).

Функции операционной системы:

— связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы.

— выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами.

— управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами.

— управление файлами; основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации.

— обработка исключительных условий во время выполнения задачи.

— появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд.

— вспомогательные, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Windows 3.1 и 3.11 является надстройкой над DOS, однако между ними существуют серьёзные различия — именно они позволяют называть Windows операционной системой.

в Windows вы можете последовательно запустить несколько (а не строго одно, как в DOS) приложений и переключаться между ними в процессе работы. Некоторые приложения, в зависимости от задачи, могут продолжать работать, находясь в запущенном, но неактивном состоянии.

В Windows используется неактивный режим работы процессора (protected mode), и программа пользователя уже не может влезть в какую ей угодно область памяти и делать там что вздумается.

Большим преимуществом Windows 3.11 стала возможность работы в одно-ранговой сети или с выделенным сервером. Теоретически, можно забыть про приобретение специального сетевого программного обеспечения и обойтись только средствами Windows 3.11. Однако на практике в локальной сети всё-таки лучше ставить специальное сетевое ПО, а уже поверх него — Windows 3.11. Тем более что в Windows предусмотрена поддержка не только своей сети, но и других сетевых протоколов.

Возможность использования в программах виртуальной памяти — (иными словами, выделение программе шести мегабайт памяти на машине с физическими четырьмя) также весьма удобна. И хотя в таком режиме компьютер заметно замедляет свою работу, бывает очень важно, чтобы “требовательная” программа работала уж как-нибудь, чем никак.

Windows распахивает перед пользователями фантастический мир мультимедиа, измерения которого системе DOS и не снились. DOS могла позволить воспроизведение максимум небольших мультфильмов — способности Windows трудно перечислить: это компьютерные игры, электронные энциклопедии, интерактивная графика и многое другое.

Функции операционной системы

• Управление выполнением процессов посредством их создания, завершения или приостановки и организации взаимодействия между ними.

• Планирование очередности предоставления выполняющимся процессам времени центрального процессора (диспетчеризация). Процессы работают с центральным процессором в режиме разделения времени: центральный процессор выполняет процесс, по завершении отсчитываемого ядром кванта времени процесс приостанавливается и ядро активизирует выполнение другого процесса. Позднее ядро запускает приостановленный процесс.

• Выделение выполняемому процессу оперативной памяти. Ядро операционной системы дает процессам возможность совместно использовать участки адресного пространства на определенных условиях, защищая при этом адресное пространство, выделенное процессу, от вмешательства извне. Если системе требуется свободная память, ядро освобождает память, временно выгружая процесс на внешние запоминающие устройства, которые называют устройствами выгрузки. Если ядро выгружает процессы на устройства выгрузки целиком, такая реализация системы UNIX называется системой со свопингом(подкачкой); если же на устройство выгрузки выводятся страницы памяти, такая система называется системой с замещением страниц.

• Выделение внешней памяти с целью обеспечения эффективного хранения информации и выборка данных пользователя. Именно в процессе реализации этой функции создается файловая система. Ядро выделяет внешнюю память под пользовательские файлы, мобилизует неиспользуемую память, структурирует файловую систему в форме, доступной для понимания, и защищает пользовательские файлы от несанкционированного доступа.

• Управление доступом процессов к периферийным устройствам, таким как терминалы, ленточные устройства, дисководы и сетевое оборудование. Выполнение ядром своих функций довольно очевидно. Например, оно узнает, что данный файл является обычным файлом или устройством, но скрывает это различие от пользовательских процессов. Так же оно, форматируя информацию файла для внутреннего хранения, защищает внутренний формат от пользовательских процессов, возвращая им неотформатированный поток байтов. Наконец, ядро реализует ряд необходимых функций по обеспечению выполнения процессов пользовательского уровня, за исключением функций, которые могут быть реализованы на самом пользовательском уровне. Например, ядро выполняет действия, необходимые shell’у как интерпретатору команд: оно позволяет процессору shell читать вводимые с терминала данные, динамически порождать процессы, синхронизировать выполнение процессов, открывать каналы и переадресовывать ввод-вывод. Пользователи могут разрабатывать свои версии командного процессора shell с тем, чтобы привести рабочую среду в соответствие со своими требованиями, не затрагивая других пользователей. Такие программы пользуются теми же услугами ядра, что и стандартный процессор shell.

Расширения файлов	Форматы
arj, zip, rar	Форматы архивных файлов
.exe .msi	Исполняемые форматы (форматы программных файлов)
.txt .doc .docx . rtf .pdf .odt	Текстовые форматы
.jpg .jpeg .tiff .psd .bmp.	Графические форматы
.cdr .ai	Форматы векторной графики
.pm6 .p65 .cs5 .cs6	Форматы программы для верстки

Список использованной литературы и электронных ресурсов: