Для выполнения кода программы в персональном компьютере предназначен
Программное обеспечение – это совокупность всех программ, предназначенных для выполнения на компьютере.
Программа – это описание на формальном языке, «понятном» компьютеру, последовательности действий, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи.
Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
Аппаратный интерфейс – средства, обеспечивающие взаимодействие между устройствами компьютера.
Пользовательский интерфейс – средства, обеспечивающие взаимодействие человека и компьютера.
Загрузка компьютера – это последовательная загрузка программ операционной системы из долговременной памяти в оперативную память компьютера.
Сервисные программы – это программы-архиваторы, антивирусные программы, коммуникационные программы и другие.
Прикладными программами или приложениями называют программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию.
Комплекс программных средств, предназначенных для разработки компьютерных программ на языке программирования, называют системой программирования.
Программирование ‑ процесс создания программ, разработки всех типов программного обеспечения.
Основная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.
Дополнительная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- 3. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Гейн А. Г. Информатика: 7 класс. // Гейн А. Г., Юнерман Н. А., Гейн А.А. – М.: Просвещение, 2012. – 198 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Что же такое компьютерная программа? Это описание на понятном компьютеру языке последовательности действий, которые нужно выполнить над данными для решения конкретной задачи.
Без программного обеспечения компьютер работать не сможет. Поэтому компьютер рассматривают как систему взаимосвязанных частей: аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Программным обеспечением компьютера называют совокупность всех программ, предназначенных для выполнения различных задач.
В настоящее время насчитывается огромное количество программ, они непрерывно развиваются, совершенствуются, на смену одним программам приходят другие.
Все программы можно разделить на три группы: системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение и системы программирования.
Системное программное обеспечение включает в себя операционную систему и сервисные программы.
Главной частью программного обеспечения является операционная система. Без неё компьютер работать не сможет.
Самыми распространёнными на сегодняшний день считаются операционные системы Windows, Linux, Mac OS.
Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к ресурсам компьютера. Средства, обеспечивающие взаимосвязь между объектами операционной системы, называют интерфейсом.
Аппаратный интерфейс обеспечивает взаимодействие между устройствами компьютера. Он содержит программы – драйверы, которые отвечают за работу подключённых к компьютеру устройств, например, принтера, монитора, клавиатуры и других.
Пользовательский интерфейс содержат программы, которые поддерживают диалог пользователя с компьютером, то есть, запуск программ, печать текста на принтере и так далее.
Загрузка операционной системы из долговременной памяти в оперативную память компьютера происходит поэтапно. Сначала загрузчик BIOS из постоянного запоминающего устройства производит тестирование и настройку всех аппаратных средств. Этот процесс виден на экране монитора. Если всё оборудование функционирует нормально, происходит поиск начального загрузчика операционной системы на внешнем носителе, который является системным. Например, на жёстком диске. После обнаружения, программа-загрузчик загружается в оперативную память. После этого операционная система начинает функционировать.
К сервисным программам относятся различные программы, которые обслуживают диски: проверяют их, восстанавливают, очищают. А также программы-архиваторы, программы для борьбы с компьютерными вирусами, коммуникационные программы и многие другие.
Архиваторы – это программы, которые обеспечивают уменьшение объёма хранимой информации.
Антивирусные программы защищают компьютер от вирусов, обнаруживают и удаляют компьютерные вирусы.
Коммуникационные программы необходимы для обеспечения доступа к сети Интернет.
Прикладными программами или приложениями называют программы, с помощью которых можно работать с различными видами информации, не прибегая к программированию. Выделяют приложения общего и специального назначения.
К приложениям общего назначения относятся: текстовые редакторы, электронные таблицы, графические редакторы, редакторы презентаций, мультимедийные проигрыватели, системы управления базами данных.
К программам специального назначения можно отнести: издательские системы, бухгалтерские программы, системы проектирования, программы компьютерного моделирования, математические пакеты, геоинформационные системы, медицинские экспертные системы.
Комплекс программных средств, предназначенных для разработки компьютерных программ на языке программирования, называют системой программирования. Такие программы разрабатывают программисты. Программирование является процессом создания программ, то есть разработки всех типов программного обеспечения.
Для записи программ используют специальные языки – языки программирования. Сейчас насчитывается несколько тысяч таких языков.
Все программы можно разделить ещё на две большие группы по их правовому статусу: программное обеспечение, которое является частной собственностью авторов или правообладателей, и свободное программное обеспечение.
Программы, входящие в первую группу, также можно разделить на: коммерческие, условно бесплатные и свободно распространяемые.
Свободное программное обеспечение даёт возможность пользователям иметь доступ к исходным кодам программ.
Материал для углублённого изучения темы.
Операционная система Linux.
«Linux» ‑ это компьютерная операционная система, которая распространяется бесплатно.
ОС Linux никому не принадлежит. Точнее можно сказать, что она принадлежит сообществу программистов. На бесплатной основе каждый желающий может вносить свои изменения, которые в дальнейшем принимаются сообществом.
История этой операционной системы началась в 1983 году, тогда Linux ещё не носила своего современного названия, работать над ней начал Ричард Столлман. Примерно через восемь лет он уже практически закончил разработку всех системных программ входящих в её состав.
В 90-ые годы к работе над системой присоединился молодой хакер и программист Линус Торвальдс, он и разработал ядро для операционной системы. И, как видно из имени этого человека, своё название система получила именно в честь него. Кстати и пингвин, ставший эмблемой системы, был до этого личным талисманом Линуса, а вот сделать этого пингвина символом операционной системы придумала жена программиста – Туве.
Широкое распространение система получила после того, как сообщество программистов подхватило основную идею Linux и стало вкладывать свои усилия в развитие проекта.
Довольно часто к операционной системе Linux относят программы, которые дополняют эту OС, и прикладные программы, которые делают её полноценной многофункциональной операционной средой.
Бесплатность. Установив Linux, вы получите набор из тысяч бесплатных программ. Хоть они и не столь привычны как Windows-программы, но абсолютно функциональны.
Надёжность. Корректная работа аппаратной части ПК, позволит Linux работать годы без перезагрузки и зависаний. А кнопка Reset вообще никогда не понадобится.
Безопасность. В Linux практически нет вирусов. Само построение операционной системы исключает работу вредоносных программ.
На данный момент вокруг ОС Linux сформировалось огромное сообщество программистов, которые постоянно совершенствуют систему. Они разрабатывают новые версии и разновидности данной ОС, пишут самые разнообразные программы, работающие под Linux.
Разбор решения заданий тренировочного модуля.
№1.Тип задания: подстановка элементов в пропуски в таблице.
Предложите имена известных вам программ, открывающие файлы со следующими расширениями:
Расширение doc имеют только текстовые редакторы, например, MSWord; расширение bmp у графических редакторов, например, Paint. Программы-архиваторы имеют расширение zip, поэтому можно выбрать, например, программу WinZip, ну, а расширение txt есть только у программы Блокнот.
Процессор компьютера непосредственно служит для восприятия языка машинных команд. Поэтому можно сказать, что компьютер - исполнитель алгоритмов, переведенных на машинный язык. Компьютерная программа — последовательность инструкций, предназначенная для исполнения устройством управления вычислительной машины. Чаще всего образ программы хранится в виде исполняемого модуля (отдельного файла или группы файлов). Процесс создания компьютерных программ носит название программирование, а людей, занимающихся этим видом деятельности, называют программистами.
Выполнение программ на компьютере
Программирование на языке машинных команд - дело сложное, объясняется высокой трудоемкостью программирования непосредственно в машинных кодах. Программист должен знать числовые коды всех машинных команд и сам распределять память под команды программы и данные.
Первым значительным шагом представляется переход к языку Ассемблера. Программисту не надо было больше вникать в хитроумные способы кодирования команд на аппаратном уровне. Числовые коды операций заменились мнемоническими (словесными) обозначениями. Однако разные компьютеры с различными типами компьютеров требуют свой язык Ассемблера. Поэтому его называют машинно-зависимым или языком низкого уровня. Следует отметить, что простейшая операция взятия логарифма на языке Ассемблера составляет несколько сотен строк кода, в то время как на языке высокого уровня - всего одну строчку.
На смену языкам Ассемблера были разработаны языки программирования высокого уровня (ЯПВУ). Они машинно-независимы.
Язык высокого уровня - язык программирования, средства которого обеспечивают описание задачи в наглядном, легко воспринимаемом виде, удобном для программиста. Он не зависит от внутренних машинных кодов ЭВМ любого типа, поэтому программы, написанные на языках высокого уровня, требуют перевода в машинные коды программами транслятора.
Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой.
Язык, на котором представлена входная программа, называется исходным языком, а сама программа — исходным кодом (модулем). Выходной язык называется целевым языком или объектным кодом (модулем).
Трансляторы делятся на компиляторы и интерпретаторы.
Если цель трансляции - преобразование всего исходного текста программы на внутренний язык компьютера (т.е. получение некоторого нового кода), то такая трансляция называется также компиляцией.
При компиляции в память компьютера загружается программа-компилятор. Она воспринимает текст программы, написанной на языке высокого уровня, как исходную информацию, которая называется исходным модулем. После обработки исходный модуль, написанный на алгоритмическом языке, преобразуется в программу, состоящую из машинных команд. Это объектный модуль.
На следующем этапе компиляции выполняется специальная программа - редактор связей. Она подсоединяет к объектному модулю необходимые для его работы программные модули: все функции, процедуры, на которые он ссылается. Они выбираются из библиотеки подпрограмм соответствующей системы программирования и вставляются в объектный модуль. Этот процесс называется компоновкой(линкованием), и как его результат создается исполняемая программа. Ее также называют загрузочным модулем. Программа имеет расширение "ехе", загружается в память и выполняется.
Итак, при компиляции исполнение программы включает в себя три этапа: компиляция, компоновка и выполнение. Загрузочную программу можно записать на жесткий диск компьютера и использовать многократно для решения задачи, при этом трансляция программы уже не требуется.
Интерпретаторанализирует и тут же выполняет (собственно интерпретация) программу покомандно (или построчно), по мере поступления её исходного кода на вход интерпретатора. Интерпретатор в последовательности выполнения алгоритма считывает очередной оператор программы, переводит его в команды и тут же выполняет эти команды, после чего переходит к переводу и выполнению следующего оператора. При этом результаты предыдущих переводов в оперативной памяти не сохраняются, т.е. при повторном выполнении одной и той же команды она снова будет транслировать.
При интерпретации, поскольку трансляция и выполнение совмещены, обработка программы на компьютере проходит в один этап. Однако откомпилированная программа выполняется быстрее, чем интерпретируемая.
Интерпретаторы возможностью создания загрузочных программ не обладают. В режиме интерпретации удобно отлаживать программу, а рабочие расчеты лучше осуществлять в режиме компиляции.
- Часть информационной системы, выделяемой при проектировании системной архитектуры.
56. Расширение файла, как правило, характеризует:
- Путь к папке, где хранятся данные
+ Тип данных, хранящихся в файле
57. Производительность работы компьютера зависит от:
+ От комплектующих системного блока
- От установленного ПО
- От скорости Интернет-соединения
58. Озу это память в которой хранится:
- Информация о файловой системе
+ Выполняемый машинный код
- Кэшированные данные процессора
59. Первая ЭВМ называлась:
60. Для выхода на поисковый сервер необходимо:
- Зайти в браузер
- Ввести запрос в поисковом меню
+ Вписать в адресную строку браузера адрес поискового сервиса
61. Дисковод это устройство для:
+ Чтения информации со съемного носителя
- Записи информации на запоминающее устройство
- Соединения с LAN
62. Процессор обрабатывает информацию:
- В текстовом формате
+ В двоичном коде
- На языке Pascal
63. При отключении компьютера информация:
- Удаляется с HDD
- Сохраняется в кэше графического процессора
+ Удаляется с памяти ОЗУ
64. Протокол маршрутизации ip обеспечивает:
+ Пересылку информации в компьютерных сетях
- Возможность связи нескольких компьютеров и их данных в одну общую сеть
- Кодировку и дешифровку данных
65. Во время исполнения прикладная программа хранится
- в кэш-памяти ядра
- в памяти винчестера (жесткого диска)
66. За минимальную единицу измерения количества информации принято считать:
67. При выключении компьютера вся информация стирается:
+ В памяти оперативного запоминающего устройства
68. Первая ЭВМ в нашей стране называлась:
69. Компьютер, подключенный к интернету, обязательно имеет:
- Связь с удаленным сервером
70. Прикладное программное обеспечение это:
+ Программа общего назначения, созданная для выполнения задач
- Каталог программ для функционирования компьютера
- База данных для хранения информации
71. Первые ЭВМ были созданы в:
72. Служба ftp в интернете предназначена:
+ Для распространения данных
- Для соединения с Интернетом
- Для сохранения данных в облаке
73. Массовое производство персональных компьютеров началось:
+ в начале 2000 года
74. Электронная почта позволяет передавать:
- Только приложенные файлы
75. База данных это:
+ модель в которой упорядоченно хранятся данные
- программа для сбора и хранения информации
- таблица с данными в формате Exсe
76. Среди архитектур ЭВМ выделяют:
- Стационарные, портативные, автономные
+ Массивно-параллельные, симметричные многопроцессорные, распределенные
- Выделенные, разделенные, параллельно-ответвленные
77. Энергонезависимыми устройствами памяти персонального компьютера являются:
78. Система программирования предоставляет программисту возможность:
- Проводить анализ существующих тематических модулей и подмодулей
+ Автоматически собирать разработанные модули в единый проект
- Автоматизировать математические модели тех или иных явлений
79. Сжатый файл представляет собой файл:
- Который давно не открывали
- Зараженный вредоносным вирусом
+ Упакованный при помощи программы-архиватора
80. Какую функцию выполняют периферийные устройства?
+ Ввод и вывод информации
- Долгосрочное хранение информации
- Обработка вновь поступившей информации и перевод ее на машинный язык
81. Что не характерно для локальной сети?
+ Обмен информацией и данными на больших расстояниях
- Наличие связующего звена между абонентами сети
82. Системная дискета необходима для:
- Первичного сохранения важных для пользователя файлов
- Удаления вредоносного программного обеспечения с компьютера
+ Первоначальной загрузки операционной системы
83. Электронные схемы для управления внешними устройствами - это:
- Клавиатура и мышь
- Транзисторы и системные коммутаторы
84. Привод гибких дисков – это устройство для:
- Связи компьютера и съемного носителя информации
- Обработки команд ввода/вывода данных с компьютера на бумагу
+ Чтения и/или записи данных с внешнего носителя
тест 85. Адресуемость оперативной памяти означает:
+ Наличие номера у каждой ячейки оперативной памяти
- Дискретное представление информации в пределах всех блоков оперативной памяти
- Свободный доступ к произвольно выбранной ячейке оперативной памяти
86. Разрешающей способностью монитора является:
- Количество четко передаваемых цветов
+ Количество точек (пикселей) изображения в горизонтальном и вертикальном направлениях
87. Первоначальный смысл слова «компьютер» - это:
+ Человек, выполняющий расчеты
- Потоки электромагнитных волн
- Способ передачи информации на большие расстояния
89. Модем – это устройство, предназначенное для:
- Преобразования текстовой и графической информации в аналоговую
+ Организации цифровой связи между двумя компьютерами посредством телефонной линии
- Обеспечения выхода в интернет для ЭВМ
90. Генеалогическое дерево семьи является … информационной моделью
91. Com порты компьютера обеспечивают:
+ Передачу данных между компьютером и телефонами, карманными компьютерами, периферийными устройствами
- Доступ в интернет
- Подключение внешнего жесткого диска
92. Почтовый ящик абонента электронной почты представляет собой:
- Участок оперативной памяти почтового сервера, отведенный конкретному пользователю
+ Участок памяти на жестком диске почтового сервера, отведенный конкретному пользователю
- Специальное устройство для передачи и хранения корреспонденции в электронной форме
93. Расширение файла как правило характеризует:
+ Тип информации, содержащейся в файле
94. Программное управление работой компьютера предполагает:
- Последовательность команд, выполнение которых приводит к активации определенной функции компьютера
+ Использование операционной системы, синхронизирующей работу аппаратных средств
- Преобразование аналогового информационного сигнала в цифровой
тест-95. К основным характеристикам процессора не относится:
+ Объем оперативной памяти
- Частота системной шины
96. Тип шрифта TrueType означает, что:
+ Набранный этим шрифтом текст будет выглядеть одинаково и на мониторе, и в распечатанном виде
- Набранный этим шрифтом текст подлежит редактированию в любом текстовом редакторе
- Данный шрифт был использован по умолчанию при первичном создании документам
97. Web-страницы имеют расширение:
98. Технология Ole обеспечивает объединение документов, созданных:
- В любом из приложений Microsoft Office
+ Любым приложением, удовлетворяющим стандарту CUA
- В виде графического потока информации
99. Текстовые данные можно обработать:
100. Виртуальное устройство – это:
+ Смоделированный функциональный эквивалент устройства
101. Файловая система – это:
+ Способ организации файлов на диске
- Объем памяти носителя информации
- Физическая организация носителя информации
102. Полный путь к файлу задан в виде адреса D:\Doc\Test.doc. Назовите полное имя файла:
103. Исходя из признака функциональности различают программное обеспечение следующих видов:
- Прикладное, программное, целевое
+ Прикладное, системное, инструментальное
- Офисное, системное, управляющее
105. Какую структуру образуют папки (каталоги)?
тест_106. К обязательным критериям качества программного обеспечения относится:
107. На физическом уровне сети единицей обмена служит:
108. Укажите различие между информационно-поисковой системой и системой управления базами данных:
- Запрещено редактировать данные
+ Отсутствуют инструменты сортировки и поиска
- Разный объем доступной информации
109. Процесс написания программы никогда не включает:
- Записи операторов на каком-либо языке программирования
+ Изменения физического окружения компьютера
110. Многократное исполнение одного и того же участка программы называют:
111. Что обеспечивает система электронного документооборота?
- Перевод документов, созданных рукописным способом, в электронный вид
+ Управление документами, созданными в электронном виде
- Автоматизацию деятельности компании
112. URL-адрес содержит сведения о:
+ Типе файла и его местонахождении
- Местонахождении файла и языке программирования, на котором он создан
- Типе файла и типе приложения
113. Главная функция сервера заключается в:
- Передаче информации от пользователя к пользователю
+ Выполнении специфических действий по запросам пользователей
114. Сетевая операционная система реализует:
- Связь компьютеров в единую компьютерную сеть
+ Управление ресурсами сети
- Управление протоколами и интерфейсами
115. Взаимодействие клиента с сервером при работе на WWW происходит по протоколу:
Можно выделить три основных вида программного обеспечения: системное, прикладное и инструментальное.
Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке — вспомогательные программы.
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.
Инструментальное программное обеспечение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, в отличие от прикладного и системного программного обеспечения.
При разработке программного обеспечения необходимо представлять алгоритмы в форме, понятной компьютеру. Для этого используются комплексы программ, называемые системами программирования. Они составляют основу инструментального программного обеспечения.
К инструментальным программам, например, относятся:
средства компоновки программ;
отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия;
графические пакеты программ и т.п.
Системное программное обеспечение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.
Системное программное обеспечение предназначено для:
создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);
автоматизации разработки (создания) новых программ;
обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).
Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.
Прикладная программа – это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.
Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п.
В состав системного программного обеспечения входят драйверы – программы, управляющие работой устройств ввода-вывода и некоторых других устройств, позволяющие настраивать параметры их работы. Также входят антивирусы и программы, связанные с обслуживанием компьютера. Системные программы часто называют утилитами ( от лат. utilis – полезный).
Утилиты 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 (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;
программы оптимизации и контроля качества 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 CD-ROM, CD-R и многие другие.
Самой важной частью системного программного обеспечения является операционная система.
Операционная система – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера (software).
Операционная система обеспечивает управление всеми аппаратными компонентами компьютера (hardware).
Ядро – переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятный компьютеру.
Драйверы – программы, управляющие устройствами.
Интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером.
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.
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.
В функции операционной системы входит:
осуществление диалога с пользователем;
ввод-вывод и управление данными;
планирование и организация процесса обработки программ;
распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
запуск программ на выполнение;
всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
передача информации между различными внутренними устройствами;
программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Основная причина необходимости операционной системы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера — это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.
Операционная система скрывает от пользователя сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например копирование или печать файлов. Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.
Вот названия некоторых распространенных ОС для персональных компьютеров: MS-DOS, Windows, Linux.
Операционные системы разные, но их значение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей ПО компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
Программное обеспечение — это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение делится на системное (общее) и прикладное (специальное).
Системное программное обеспечение обеспечивает функционирование и обслуживание компьютера, а также автоматизацию процесса создания новых программ. К системному программному обеспечению относятся: операционные системы и их пользовательский интерфейс; инструментальные программные средства; системы технического обслуживания.
Операционная система — обязательная часть специального программного обеспечения, обеспечивающая эффективное функционирование персонального компьютерра в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ.
Пользовательский интерфейс (сервисные программы) — это программные надстройки операционной системы (оболочки и среды), предназначенные для упрощения общения пользователя с операционной системой.
Программы, обеспечивающие интерфейс, сохраняют форму общения (диалог) пользователя с операционной системой, но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в язык меню). Сервисные системы условно можно разделить на интерфейсные системы, оболочки операционных систем и утилиты.
Интерфейсные системы — это мощные сервисные системы, чаще всего графического типа, совершенствующие не только пользовательский, но и программный интерфейс операционных систем, в частности, реализующие некоторые дополнительные процедуры разделения дополнительных ресурсов.
Оболочки операционных систем предоставляют пользователю качественно новый по сравнению с реализуемым операционной системой интерфейс и делают необязательным знание последнего.
Утилиты автоматизируют выполнение отдельных типовых, часто используемых процедур, реализация которых потребовала бы от пользователя разработки специальных программ. Многие утилиты имеют развитый диалоговый интерфейс с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам.
Инструментальные программные средства (системы программирования) — обязательная часть программного обеспечения, с использованием которой создаются программы. Инструментальные программные средства включают в свой состав средства написания программ (текстовые редакторы); средства преобразования программ в вид, пригодный для выполнения на компьютере (ассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, загрузчики и редакторы связей), средства контроля и отладки программ.
Текстовые редакторы позволяют удобно редактировать, формировать и объединять тексты программ, а некоторые — и контролировать синтаксис создаваемых программ.
Средства отладки позволяют выполнять трассировку программ (пошаговое выполнение с выдачей информации о результатах исполнения), производить проверку синтаксиса программы и промежуточных результатов в точках останова, осуществлять модификацию значений переменных в этих точках.
Системы технического и сервисного обслуживания представляют собой программные средства контроля, диагностики и восстановления работоспособности компьютера, дисков и т. д.
Прикладное программное обеспечение обеспечивает решение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.
Пакет прикладных программ — это совокупность программ для решения круга задач по определенной тематике или предмету. Различают следующие типы пакетов прикладных программ:
1. общего назначения — ориентированы на автоматизацию широкого круга задач пользователя (текстовые процессоры, табличные редакторы, системы управления базами данных, графические процессоры, издательские системы, системы автоматизации проектирования и т. д.);
2. методо-ориентированные — реализация разнообразных экономико-математических методов решения задач (математического программирования, сетевого планирования и управления, теории массового обслуживания, математической статистики и т. д.);
3. проблемно-ориентированные — направлены на решение определенной задачи (проблемы) в конкретной предметной области (банковские пакеты, пакеты бухгалтерского учета, финансового менеджмента, правовых справочных систем и т. д.).
К прикладному программному обеспечению относятся сервисные программные средства, которые служат для организации удобной рабочей среды пользователя, а также для выполнения вспомогательных функций (информационные менеджеры, переводчики и т. д.).
Системное программное обеспечение обеспечивает функционирование и обслуживание компьютера, а также автоматизацию процесса создания новых программ. К системному программному обеспечению относятся:
операционные системы и их пользовательский интерфейс;
инструментальные программные средства;
системы технического обслуживания.
К современным операционным системам предъявляются следующие требования:
· совместимости - ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
· переносимости- обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
· надежности и отказоустойчивости - предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
· безопасности - ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
· расширяемости - ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
· производительности - система должна обладать достаточным быстродействием.
По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (Unix, OS/2, Windows 95/98/2000/ XP/ Vista/Windows 7,Mac OS,LINUX).
Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем.
Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов.
По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.
В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.
Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильныеОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются.
В настоящий момент около 90 % компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс ОС ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство Unix, Linux, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows),Mac OS(от компании Apple) сетевые продукты Novell и корпорации IBM.
UNIX— многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ, и файлов различных пользователей. ОС UNIX обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа; реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке Си.
Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она, чаще всего, является избыточной.
Linux -очень простая, надежная и дружественная операционная система. Логическая структура Linux в значительной степени отличается от строения MS DOS или известной платформы Microsoft Windows, она наиболее близка к архитектуре другого класса операционных систем, а именно - систем семейства UNIX.
Mac OS (Macintosh Operating System) — семейство проприетарных операционных систем (частное, патентованное) с графическим интерфейсом. Разработана корпорацией Apple (ранее — Apple Computer) для своей линейки компьютеров Macintosh.
Операционные системы Windows– это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9Х, Windows NT, Windows 2000, Windows ME, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно).
Windows XP — операционная система семейства Windows NT корпорации Microsoft. Она была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional.
В отличие от предыдущей системы Windows 2000, которая поставлялась как в серверном, так и в клиентском вариантах, Windows XP является исключительно клиентской системой.
Windows Vista содержит сотни новых свойств ; некоторые из наиболее значительных включают обновленный графический пользовательский интерфейс, и визуальный стиль, улучшенные поисковые возможности, новые мультимедийные инструменты записи.
Windows 7— операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. Windows 7 упрощает управление и обмен файлами, доступ к внешним устройствам, а благодаря встроенной функции Windows Search облегчается рутинная работа, связанная с поиском нужных документов и материалов. Улучшенные области предварительного просмотра на панели задач позволяют удобно просматривать открытые документы, а списки переходов показывают недавно использованные файлы.
В 60-е годы началась разработка языков программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. В настоящее время с появлением систем визуального программирования Visual Basic, Delfi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователей компьютера. В течение нескольких десятилетий создавались программы, необходимые для обработки различных данных. Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера.
Таким образом, для обработки данных на компьютере необходимо иметь не только аппаратное обеспечение компьютера, так называемое hardware, но и программное обеспечение, так называемое software.
Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом.
1.После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память.
2.Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их.
3.Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.
4.В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации и пересылать данные на устройства вывода информации.
Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.
Уровни программной конфигурации ПК. Программная конфигурация ПК многоуровневая. Это связано с тем, что требования к программам, предназначенным для работы с устройствами, существенно отличаются от требований к программам, предназначенным для работы с людьми. Общий принцип такой: чем ниже уровень программ, тем больше они работают с устройствами и меньше с человеком. Этот принцип соблюдается во всей компьютерной технике от отдельного ПК до всемирной компьютерной сети Интернет.
Программы самого низкого уровня работают только с устройствами. Программы промежуточных уровней работают с программами нижнего уровня и программами верхних уровней. Человек имеет к ним ограниченный доступ. Программы верхних уровней работают с человеком и программами нижележащих уровней.
Рис.5 Уровни программной конфигурации ПК
Базовая система ввода-вывода. На самом нижнем уровне находятся программы базовой системы ввода-вывода (BIOS). Их код жестко записан в одной из микросхем компьютера. В момент включения компьютера эти программы выполняют проверку оборудования и обеспечивают простейшее взаимодействие с клавиатурой и монитором — клавиатура способна реагировать на нажатие некоторых клавиш, а на мониторе отображается информация о ходе запуска компьютера. Взаимодействие с человеком у программ этого уровня крайне ограниченно и возможно только в первые секунды после запуска компьютера.
Системные программы. Системные программы предназначены для работы со всеми устройствами компьютера. Они принадлежат к промежуточному уровню. Снизу системные программы управляют работой устройств и используют программы нижнего уровня, а сверху отвечают на запросы программ более высоких уровней. Те системные программы, которые непосредственно управляют устройствами, еще называют драйверами устройств. Люди работают с программами этого уровня только в тех сравнительно редких случаях, когда требуется настроить оборудование.
Служебные программы. Это следующий уровень, программы которого предназначены для обслуживания компьютера, проверки его устройств, а также для настройки устройств и программ. Снизу эти программы общаются с программами нижних уровней, а сверху передают данные программам верхнего уровня по их запросу. Степень взаимодействия с человеком определяется необходимостью. Например, мастера по наладке и настройке оборудования активно работают со служебными программами. Обычные пользователи используют их сравнительно редко.
Прикладные программы. Уровень прикладных программ — самый верхний. Здесь находятся программы, обслуживающие человека и удовлетворяющие его потребности. С их помощью выполняется набор и редактирование текстов, создание чертежей и иллюстраций, коммуникация между людьми, воспроизведение музыки и видео, а также многое другое. Сверху программы прикладного уровня общаются с человеком, а снизу — с программами нижележащих уровней. Прямого доступа к устройствам программы прикладного уровня, как правило, не имеют.
Рис.6 Структура программного обеспечения ПК
Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:
1. Системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
К системному ПО относятся:
- операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
- программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)
- операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.
- Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
- утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)
2. Прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
К прикладному ПО, например, относятся:
- Комплект офисных приложений MS OFFICE
- Финансовые аналитические системы
- Интегрированные пакеты делопроизводства
- CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)
- Редакторы HTML или Web – редакторы
- Браузеры – средства просмотра Web - страниц
3. Инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.
Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ.
4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:
Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows.
Читайте также: