Программное обеспечение

Программное обеспечение  совокупность программ и данных, в которых содержатся управляющие команды и информация для компьютера.

Программное обеспечение (ПО) – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.

Структура программного обеспечения

Рассмотрим классификацию программного обеспечения, в которой основным признаком является сфера применения:

1. системное программное обеспечение;

2. прикладное программное обеспечение;

3. средства программирования.

Соотношение между программными продуктами меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями. Появляются нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как, например, программа – электронный собеседник.

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение  совокупность программных средств, предназначенных для поддержания функционирования компьютера и информационной сети.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Основные задачи системного программного обеспечения:

• создание среды функционирования других программ,

• обеспечение надежной и эффективной работы компьютера и сети,

• диагностика аппаратных средств компьютера и информационной сети,

• выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, удаление и восстановление файлов и т. д.).

Данный класс программных продуктов имеет общий характер применения, не зависящий от специфики предметной области.

Основу системного ПО составляют операционные системы.

Операционная система (ОС) – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратными средствами компьютера и прикладными программами, а также взаимодействие с пользователем.

Операционная система является ядром ПО. Она скрывает от пользователя ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой и создает среду для функционирования других программ. В результате этого люди освобождаются от очень трудоемкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера и могут решать информационные задачи средствами прикладных программ. Наиболее широко используются операционные системы Windows, UNIX и Linux.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на жестком магнитном диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативную. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

• осуществление диалога с пользователем;

• ввод-вывод и управление данными;

• планирование и организация процесса обработки программ;

• распределение ресурсов (оперативной и кэш-памяти, процессора, внешних устройств);

• запуск программ на выполнение;

• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

• передача информации между различными внутренними устройствами;

• организация хранения информации во внешней памяти;

• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

На компьютерах разных типов (кроме наиболее известного IBM PC имеются компьютеры фирм Apple, SUN, Hewlett-Packard, VAX, Silicon Graphics) используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера должна содержать следующие основные компоненты:

• программы управления вводом/выводом;

• программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

• процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

• обращаться к каталогу;

• выполнять разметку внешних носителей;

• запускать программы и многое другое.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы – драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в специальную микросхему компьютера.

В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением той или иной версии операционной системы Windows корпорации Microsoft. Несмотря на наличие бесплатных ОС (например, Linux), Windows удерживает лидирующие позиции благодаря следующим факторам:

1. Лучшая на сегодняшний день поддержка устройств. Большинство устройств Windows автоматически распознает при подключении и сама устанавливает нужные драйверы.

2. Основная часть используемого в профессиональной сфере программного обеспечения разработана именно под Windows. Хотя имеются эмуляторы Windows, позволяющие запускать Windows-программы в других ОС, но полная замена всех функций Windows невозможна (как по техническим, так и по лицензионным соображениям).

3. Отличные мультимедийные возможности (поэтому компьютерные игры разрабатываются именно под Windows).

Windows – это универсальная высокопроизводительная многозадачная 32(64)-разрядная объектно-ориентированная операционная система с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями:

• многозадачная – может работать с несколькими программами одновременно;

• 32-разрядная система – ядро содержит 32-разрядный код (отдельные версии имеют 64-разрядный код);

• объектно-ориентированная – пользователь работает с документами, а программа (приложение) рассматривается как инструмент для работы с документом;

• с графическим интерфейсом – имеет развитый набор графических средств для взаимодействия пользователя и компьютера.

Windows – интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющая пользователю широкие возможности работы с мультимедиа, обработки текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами.

Эта операционная система обеспечивает работу пользователя в сети, предоставляя встроенные средства поддержки для обмена файлами и меры по их защите, возможность совместного использования принтеров, факсов и других общих ресурсов. Windows позволяет отправлять сообщения электронной почтой, факсимильной связью, поддерживает удаленный доступ. После включения компьютера, выполнения тестовых программ BIOS, загрузки и инициализации системы на экране появляется рабочий стол, на котором размещены различные графические объекты.

Интерфейс – это набор средств, с помощью которых пользователь общается с компьютером.

Пользовательский интерфейс спроектирован так, чтобы максимально облегчить усвоение этой операционной системы новичками и создать комфортные условия для пользователя. Операционная система объединена с браузером Internet Explorer.

Операционная система Unix была создана в Bell Telephone Laboratories. Unix – многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количества пользователей, одна из наиболее популярных операционных систем для серверов. Причины популярности UNIX:

1. Простота для понимания, возможность изменения и переноса на другие платформы.

2. UNIX – многозадачная многопользовательская система. Один мощный сервер может обслуживать запросы большого количества пользователей. При этом необходимо администрирование только одной системы. Кроме того, система способна выполнять большое количество различных функций, в частности работать, как вычислительный сервер, как сервер базы данных, как сетевой сервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети и т. д.

3. Наличие стандартов: основой всего семейства UNIX являются принципиально одинаковая архитектура и ряд стандартных интерфейсов (поэтому для администратора переход на другую версию системы не составит большого труда, а для пользователей он может и вовсе оказаться незаметным).

4. Простой, но мощный модульный пользовательский интерфейс.

5. Использование единой, легко обслуживаемой иерархической файловой системы.

6. Большое количество приложений, в том числе свободно распространяемых, начиная от простейших текстовых редакторов и заканчивая мощными системами управления базами данных.

Начало созданию системы Linux положено в 1991 г. финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds). В сентябре 1991 года он распространил по электронной почте первый прототип своей операционной системы и призвал откликнуться на его работу всех, кому она нравится. С этого момента многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные прикладные программы и др. Свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. В настоящее время Linux – достаточно мощная бесплатная операционная система.

Кроме операционных систем, системным ПО являются также программы вспомогательного назначения – утилиты (лат. utilitas – польза). Утилиты – это программы обслуживания компьютера, они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

• программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;

• программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т. д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;

• программы-упаковщики и архиваторы, которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

• антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами (компьютерный вирус – это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может «приписывать» себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий – портит файлы, «засоряет» оперативную память и т. д.);

• программы оптимизации и контроля состояния дискового пространства;

• программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

• коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

• программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

• программы для записи на оптические носители информации и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, другие функционируют независимо от нее, т. е. автономно.