Программное обеспечение ПК и его классификация. 2

Программное обеспечение ПК и его классификация

Содержание

Введение

Классификация и структура ПО

Заключение

Список используемых источников

Введение

Общее понятие ПО для ПК.

Персональный компьютер, как известно, является универсальным устройством для обработки информации. Персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций - программу, как надо обрабатывать информацию.

Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, дизайнера или ученого, писателя или агронома. Кроме того, тенденция понижения стоимости компьютерной техники при одновременном росте ее производительности привела к тому, что компьютеры становятся предметом домашнего обихода, как, например, телевизор или холодильник, что расширяет сферу применения ПК еще больше. Соответственно, требуется все более разнообразное программное обеспечение для решения задач в новых областях применения ПК. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам программного обеспечения все больше возможностей для максимально полного удовлетворения запросов конечных потребителей. Это и ставший стандартом графический интерфейс для любого ПО, и внедренные возможности для отправки документов и данных с помощью Интернет непосредственно из прикладной программы (Microsoft Word 97, Exel 97, Access 97 и др.), и возможность использования компьютера как хранилища информации благодаря появлению новых видов накопителей большой емкости и малым временем доступа к данным, а также многие другие возможности и сервисные функции.

При своем выполнении программы могут использовать различные устройства для ввода и вывода данных, подобно тому, как человеческий мозг пользуется органами чувств для получения и передачи информации. Сам по себе ПК не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на нем программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» означает ровно то, что на ПК была выполнена программа, которая позволила выполнить соответствующее действие.

В настоящее время весь комплекс ПО делится на системные и пользовательские программы. Системное программное обеспечение выполняет функции «организатора» всех частей ПК, а также подключенных к нему внешних устройств. Программы для пользователей служат для выполнения каких - либо конкретных задач во всех сферах человеческой деятельности.

программный пользовательский операционный блок

Классификация и структура ПО: системное, общего назначения, специальное

По функциональному признаку различают следующие виды ПО:

Системное;

Общее;

Специальное.

Под системным (базовым) понимается ПО, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т.д. под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т.д. к сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ПК в сетевых конфигурациях (сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

Оболочки операционных систем предоставляют пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, операций с файлами. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.

Программное обеспечение общего назначения используется для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями, а программное обеспечение - прикладным. Прикладное ПО может использоваться в промышленном производстве, инженерной практике, научных исследованиях, медицине, управление, делопроизводстве, издательской деятельности, образовании и т.д.

Системное обеспечение. Операционная система MS DOS, структура, назначение блоков. Операционная система MS DOS имеет развитые средства доступа ко всем аппаратным компонентам, обладает достаточно гибкой файловой системой, основанной на иерархической структуре каталогов, удобным командным языком.

Основными компонентами MS DOS являются:

Базовая система ввода-вывода (БСВВ) - BIOS (Basic Input/Output System);

Системный загрузчик SB (System Bootstrap) - размещается в блоке начальной загрузки (Boot Record);

Модуль расширения BIOS - располагается в скрытом файле io.sys;

Модуль обработки прерываний - скрытый файл msdos.sys;

Командный процессор - файл command.com;

Утилиты, реализующие выполнение внешних команд MS DOS - файлы с расширением COM, например format.com;

Драйверы устройств - размещаются в виде файлов на диске;

Информация о желательных параметрах настройки MS DOS - при необходимости задается в файле конфигурации config.sys;

Командный файл, при необходимости выполняемый для настройки параметров и конфигурирования MS DOS называется autoexec.bat.

БСВВ находится в ПЗУ ПК и устанавливает связь между обладающими некоторыми особенностями техническими средствами и стандартизированным ПО, а именно с ОС. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных функций ОС, связанных с вводом-выводом. BIOS в ПЗУ содержит также тест функционирования ПК, проверяющий работу памяти и устройств при включении питания. Кроме того, он содержит программу вызова загрузчика ОС. БСВВ в ПЗУ является общей и неизменяемой частью всех возможных ОС для данной модели ПЭВМ. Системный загрузчик предназначен для считывания в оперативную память модуля расширения БСВВ и модуля обработки прерываний. Модуль расширения БСВВ придает гибкость ОС, позволяет управлять с ее помощью набором аппаратных средств ПК, наиболее точно удовлетворяющим замыслу разработчиков ОС. Этот модуль сравнительно легко позволяет перекрыть функции БСВВ в ПЗУ и обеспечивает возможность подключения дополнительных драйверов (программ обслуживания внешних устройств).

Модуль обработки прерываний образует верхний уровень ОС, с которым взаимодействует большинство ПП. Компонентами данного модуля являются программы, обеспечивающие работу файловой системы, устройств ввода/вывода, обслуживания некоторых ситуаций, связанных с завершением программ, их принудительным прерыванием и обработкой ошибок.

Командный процессор представляет собой выполнимую программу. Командный процессор выполняет функции:

Прием и разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

Выполнение встроенных команд MS DOS, находящихся внутри файла COMMAND.COM;

Загрузка и выполнение внешних команд MS DOS (утилит) и прикладных программ, хранящихся в виде файлов типа com и exe.

Утилиты, или внешние команды MS DOS, представляют собой программы, поставляемые вместе с ОС в виде файлов. Они выполняют различные обслуживающие действия, например, форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

Драйверы устройств представляют собой программы, дополняющие систему ввода/вывода ОС и обеспечивающие обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. В частности, с помощью драйверов, например драйвера ansi.sys, обеспечивается требуемый способ формирования символов и вывода их на принтер. Драйверы загружаются в ОЗУ при загрузке ОС, а их имена указываются в файле конфигурации config.sys.

Загрузка и схема работы. Процесс запуска ПК и подготовки ОС к работе состоит из следующих действий:

1.При включении ПК управление передается БСВВ. Она выполняет тестирование памяти, проверку состояния аппаратуры и инициализирует устройства. Параметры конфигурации ПК извлекаются из так называемой энергонезависимой памяти. При необходимости перед началом инициализации устройств можно передать управление программе изменения параметров конфигурации.

2.Управление конфигурацией ПК (задание параметров винчестера, указание привода для системного диска, задание пароля и др.) выполняется с помощью программы Setup.

3.Вызов загрузчика и загрузка ОС с помощью системного загрузчика.

4.Установка драйверов, задание окружения, путей поиска файлов, числа буферов, числа одновременно открываемых файлов, кодовой таблицы и т.п. выполняются с помощью файлов автозапуска autoexec.bat и конфигурации config.sys.

Файловая система является одной из важнейших подсистем, поскольку вся информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Обращения к файловой системе прикладные программы через функции прерываний MS DOS. С их помощью выполняются все файловые операции: создание и удаление файлов и каталогов, запись и чтение данных, получение справочной информации и др. Файловая система работает с внешними накопителями с помощью драйверов, последние, в свою очередь, пользуются помощью БСВВ.

Система управления памятью используется для распределения основной памяти выполняемым программам. Управление памятью выполняется с помощью блоков управления памятью - МСВ (Memory Control Block). Память разбивается на блоки, каждому блоку предшествует МСВ, в котором записываются характеристики этого блока. Для вновь запускаемой программы выделяется нужное количество блоков. При освобождении памяти и при выполнении новых запросов на выделение памяти также используются МСВ с проверкой правильности их содержимого.

Система управления программами при запуске сначала обращается к системе управления памятью для подготовки нужного количества блоков. С помощью файловой системы файл с программой загружается в основную памятью. При необходимости программа настраивается на физический адрес размещения, затем ей передается управление. С помощью системы управления программами решаются также задачи запуска оверлейных программ (программ с перекрытиями) и задачи обеспечения работы резидентных программ (постоянно присутствующих в основной памяти).

Система связи с драйверами устройств. В MS DOS предполагается, что прикладные программы не должны непосредственно вызывать драйверы устройств. По-видимому, такой запрет введен для обеспечения совместимости различных версий ОС. Поэтому операции ввода/вывода в прикладных программах, как правило, выполняются через обращения к ОС, которая при необходимости обращается за помощью к драйверам.

назначение операционной системы

Операционная система (ОС) - это набор программ, предназначенных управлять различными системами компьютера, организовывать интерфейс между пользователем и компьютером.

То, что сказано в определении не дает простого понимания ответа на вопрос: "Зачем же мне эта ОС, если я все равно не использую (напрямую) ее?". Да "идеальная" ОС - это та ОС, которую мы "не используем". Хорошая ОС должна сама обслуживать все компоненты компьютерной системы и не мешать нам выполнять с помощью компьютера наши задачи! Например, я хочу написать письмо своей девушке. Отлично! Я просто говорю компьютеру: "Я хочу написать письмо!". Невидимая для меня ОС сама определяет какая программа для этого нужна и загружает ее с чистым бланком письма. Это идеал. К сожалению многие реально-существующие на сегодняшний день ОС до него еще не дошли. Ближе всего к такому идеалу подошли такие ОС как OS/2 Warp, Be, Windows. Но подошли к нему с разных сторон:

OS/2 полностью объектная система, которая сразу прячет от пользователя программы, подставляя ему шаблоны: бери из стопки бланк, щелкни по нему мышкой и работай с документом (! о программе OS/2 Warp сама позаботится).

Windows же, наоборот, подставляет пользователю программы во всем их величии (о, Ужас! как их много!), но при этом она документно-ориентирована, то есть она запоминает последние 20 документов с которыми вы работали и хранит их в специальном меню, кроме этого она ассоциирует документы с одной программой и при выборе документа сама отыскивает нужную программу и запускает (в OS/2 Warp этот механизм реализован на порядок мощнее).

Из всего сказанного выше можно понять зачем пользователю нужна ОС: для того, чтобы обслуживать его запросы и быть при этом незаметной, как очень хороший слуга. С другой стороны ОС нужна программам, для того, чтобы они не приставали к пользователю (подобно программам под Linux или MS-DOS) со страшными вопросами типа: "Какая у вас стоит видеокарта? И какой IRQ она использует?" В хорошей ОС программа такой вопрос задает ОС, а не пользователю, мало того хорошая ОС не должна вообще говорить программе какое оборудование установлена, а только предоставлять программам интерфейс к этим устройствам, в результате чего программы становится разрабатывать намного легче, а пользователю не придется бегать по магазинам за новым оборудованием из-за того, что новая программа не поддерживает его звуковую карту.

ОС должна управлять видеокартой (и, соответственно, организовывать для программ интерфейс к видеофункциям), звуком (управлять звуковой картой), дисковыми накопителями, внутренним таймером, обрабатывать команды поданные с клавиатуры (нажатия клавиш) и мыши (движения и щелчки ее кнопками), принтерами и т.д.

Новая версия ОС обязательно должна нести в себе существенные улучшения по сравнению с предыдущей. В противном случае ее просто не будут покупать те пользователи, которые пользуются предыдущей версией. Именно поэтому и происходит большой прогресс в области ОС. Но, если взглянуть на ретроспективу развития ОС, то можно увидеть, что и фирма Microsoft частенько забывала об этом маленьком правиле (например, MS-DOS 4 и 5).

вверх

Виды ОС

Попробуем классифицировать ОС, опраясь на линию их развития вслед за IBM PC-совместимыми ПК.

Так как перые ПК были очень слабы, то и первые ОС были, что вполне естественно однозадачными и однопользовательскими, а также работали исключительно в текстовом режиме. Дальнейшее развитие графической подсистемы позволило более интенсивно использовать графику и цвет, таким образом выделим  первый признак: внешний тип интерфейса: GUI или текстовый.

После появления микропроцессора i80286 и его расширенного режима стало возможным аппаратно изолировать области кода и данных разных программ друг от друга. Выделяем второй признак: многозадачность (или многопрограмность) ОС. В данном признаке можно выделить четыре типа:

однозадачные (MS-DOS);

псевдомногозадачные, то есть одновременно работает только одна программа, а мы переключаясь между ними как-бы пробуждаем другую и усыпляем первую (Windows 1 и 2);

многозадачные (Windows 95,98);

реально многозадачные (Windows NT, OS/2 3 и 4, Unix, Be, Linux).

Последние две группы различаются несколько условно: под реальной многозадачностью подразумевается, что система не позволяет никакой программе монополизировать ресурсы компьютера и, что самое важное, рабочее время микропроцессора, а также что ОС поддерживает возможность использования более одного микропроцессора.

С развитием сетей и внедрением ПК в офисы и дома частных пользователей потребовалась поддержка работы нескольких пользователей на одном компьютере. Выделим третий признак: является ли ОС многопользовательской. Тут также возможны варианты:

нет поддержки (MS-DOS, Windows 1-2-3);

поддерживается на одном терминале, хранятся различные профили для настройки системы под пользователя (Windows 95-98-Me-NT-2000);

реальная многопользовательность, то есть могут одновременно работать несколько человек на разных терминалах, но с одним ПК (Windows NT Terminal Server, Unix, Linux(?)).

Выделим еще одну группу ОС, для которых не очень важен интерфесй, а важны скоростные и надежностные характеристики работы - серверные ОС. Например, Windows NT Server, OS/2 Advanced Server, Novel Netware/IntranetWare, Banyan Wines.

Ну и последняя группа ОС - встраиваемые ОС. Сюда относятся ОС, которые встраиваются в различные устройства, например, сотовые телефоны, органайзеры и прочие микроэлектронные игрушки. Примером таких ОС можно наpвать: Palm OS, Windows CE.

4 Программирование

Языки программирования. Общая характеристика

Информационные технологии занимают все более значимую роль в человеческом обществе. Они проникли во все сферы деятельности. Для обслуживания общественных потребностей в автоматизации труда, хранения данных, связи и др. развиваются языки программирования. Если раньше языки программирования использовались лишь для создания программ для автоматизации вычислительных процессов, то на сегодняшний день они используются для решения более разнообразных задач.

Изучение истории языков программирования, их разнообразия и особенностей позволяет программисту сделать правильный выбор при выборе языка для решения определенной задачи.

Все многообразие языков программирования делят на различные классы в зависимости от решаемых ими задач. Было замечено, что в процессе развития языки программирования, входящие в один класс, сближаются между собой. Хотя само разнообразие классов увеличивается, т.к. увеличивается сфера задач, решаемых с помощью компьютерных технологий.

Следует также отметить и развитие языков программирования в сторону спецификации, когда определенные языки наиболее пригодны для решения узкого класса задач.

Еще одной особенностью является уход от очевидной формализации. Если первые языки отличались ярко выраженной формальностью, то с появлением объектно-ориентированного и логического подходов формальность перестала быть так уж очевидной (хотя она конечно есть). Это может привести к увеличению семантических (смысловых) ошибок, когда программа делает не то, что планировал программист. Прибавим к этому факт прогрессирования робототехники, немного фантазии, и можно уже представлять, как искусственный интеллект выходит из под контроля человечества :).

Если проследить эволюционный путь развития языков программирования, то можно заметить аналогию с развитием живого мира. Когда сначала существовали лишь простые организмы (и языки программирования), а потом появились более сложные. Причем и там и там можно отметить следующие:

низкоуровневые языки и простейшие организмы не потеряли своего значения и по сегодняшний день. Например, бактерии являются первопроходцами при освоении новых сред обитания. А язык ассемблер является незаменимым инструментом при отдаче прямых команд процессору и обеспечении высокой эффективности вычислений.

как высокоорганизованные организмы, так и языки высокого и сверхвысокого уровней очень разнообразны и специфичны. Например, очень многообразны млекопитающие, при этом каждое животное жестко приспособлено к конкретным условиям среды. Многообразны и языки сверхвысокого уровня, причем каждый из них хорошо решает лишь определенный класс задач.

В живом мире выделилось лишь одно животное, которое научилось быть достаточно независимым от условий окружающей среды - это человек. Поэтому логичен вопрос: «Появится ли язык программирования, который сможет оптимально решить любую задачу, причем на несколько ином уровне, чем существующие на сегодняшний день языки?». Возможно, ответ на этом вопрос лежит в рамках изучения ИИ и так называемых CASE-систем.

Что такое программирование?

Робот, производственный станок или бытовой прибор управляется человеком. При этом человек не стоит у прибора и не отдает ему команды одна за другой, а определенным образом записывает их последовательность в память машины. Последовательность команд, определяющая деятельность вычислительной машины в заданных условиях, представляет собой программу. Составление подобных программ - это программирование - широко распространенный на сегодняшний день вид человеческой деятельности.

Программа - это план деятельности исполнителя (например, компьютера) по решению определенного типа задач. Чтобы составить план, важны логическое и иные формы мышления, знание условий выполнения программы и возможностей исполнителя, предугадывание возможных ошибок, а также умение писать программы на понятном исполнителю языке - конкретном языке программирования. Это и есть основные знания, умения и навыки программиста.

На самом деле вычислительные машины (компьютеры) могут выполнять лишь простейшие команды, вроде сложения целых величин, замены нуля на единицу, перемещения единицы из одной ячейки в другую и т.п. Но эти вычислительные машины совершают операции с такой скоростью, которая нам, людям, и не снилась. И в этом их главное преимущество.

Все программы, по сути, обрабатывают данные. При этом понятие данных можно трактовать весьма широко. Однако все они для современных ЭВМ кодируются определенным набором нулей и единиц. Внутри машины программы работают именно с такими битовыми данными, но современный программист может не видеть такой «мелочности» и оперировать привычными для человека понятиями: числами, строками, объектами и т.п.

Зачастую, именно программы, установленные на компьютере определяют его назначение. Конструкторские особенности могут уйти на второй план.

Машины с точки зрения их возможностей обработки данных универсальны (работают с 0 и 1), а человек пишет команды на языке программирования, который больше удовлетворяет его возможностям. Следовательно, должна существовать промежуточная программа для преобразования команд с языка программирования на язык машин. И такие программы существуют в виде так называемых компиляторов и интерпретаторов. Они весьма разнообразны, т.к. существует множество языков программирования, каждый из которых имеет свой компилятор или интерпретатор. Другими словами вычислительные машины «говорят» почти всегда на одном языке, а программисты - на разных языках.

Разнообразие языков программирования можно объяснить многообразием сфер человеческой деятельности, историческим развитием компьютерных технологий и конкуренцией разработчиков систем программирования, а также рядом других факторов.

Заключение

Современный российский рынок программного обеспечения является, в значительной мере, рынком пиратского ПО. Это связано с тем, что российский потребитель не в состоянии платить полную стоимость лицензионного ПО западных и американских разработчиков. По оценкам экспертов, до 90% продаж составляет ворованное программное обеспечение. Вместе с тем, покупая взломанное ПО, потребитель должен быть готов, что в любой момент его компьютер может «зависнуть», или возможна потеря данных.

Западные крупнейшие производители программного обеспечения решили двигаться 2-я путями: с одной стороны, они вкупе с правоохранительными органами все чаще привлекают продавцов пиратского ПО к уголовной ответственности, а с другой - стараются держать цены на свои продукты минимально низкими, разрабатывая и запуская разного рода партнерские программы. Так, например, в мае 2000г. фирма Microsoft проводила опрос руководителей предприятий, использующих от 50 ПК, на предмет регистрации предприятий в московском офисе Microsoft для того, что бы в будущем они могли приобрести фирменные продукты со значительными скидками. Кроме этого, та же фирма Microsoft предлагает всем желающим «скачать» ее новейший броузер Microsoft Explorer 5.01 с узла в сети Интернет совершенно бесплатно.

Список используемых источников

1.Хомоненко А.Д. Основы современных компьютерных технологий//Учебное пособие для вузов. - Ст-Петербург: Корона принт, 1998.

2.Можаров Р.В., Можарова Н.Р., Евтеев В.В., Кузьменко О.А., Шевченко М.О. Программное обеспечение персональных компьютеров//Учебное пособие для вузов. - М.: Финстатинформ, 1999.

3.Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя// - Уфа: НПО «Информатика и компьютеры», 1993.

4.Эд Ботт. Windows 95. Второе издание.// - М.: «Диалектика», 1997.

5.Эрик Мэлони, Джошуа Носситер. Microsoft Word 97.// - М.: «Диалектика», 1997.

6.Джошуа Носситер. Microsoft Exel 97.// - М.: «Диалектика», 1997.

Размещено на Allbest.ru