Программное обеспечение ПК. Операционные системы
Лекция №5
Тема: Программное обеспечение ПК. Операционные системы.
Цель: ознакомить с основными типами программного обеспечения ЭВМ, с видами прикладных программ, их назначениями и функциями, с системными программами ПК, их назначениями и функциями; дать понятие об операционных системах.
Ключевые понятия: Программное обеспечение, текстовые и табличные процессоры, системы управлениями базой данных, инструментальные программные средства, экспертные системы, графические редакторы, компьютерные вирусы, операционные системы, утилиты, архиватор, антивирус, процесс, ресурс, прерывание, виртуализация, разделение ресурсов, фоновый режим, режим разделения времени, виртуального ресурса, резидентные программы, файловая система, файл, имя файла, логический диск, каталог.
Программное обеспечение (ПО, Software) ПК — это совокупность программных средств, предназначенных для обработки данных средствами вычислительной техники. ПО подразделяется на системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение и системы программирования.
Прикладное программное обеспечение
Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Один из возможных вариантов классификации программных средств (ПС), составляющих прикладное программное обеспечение (ППО):
- Программные средства (ПС) общего назначения: Текстовые редакторы; Издательские системы; Графические системы; СУБД; Интегрированные системы; Информационные системы.
- ПС специального назначения: Авторские системы; Экспертные системы; Гипертекстовые системы; Системы мультимедиа.
- ПС профессионального уровня: АРМ; САПР; АСНИ; АСУ, АСУ ТП; Педагогические комплексы; Системы телекоммуникаций
Программные средства общего назначения
Текстовые процессоры (редакторы). Самыми популярными являются программы, предназначенные для работы с текстами - текстовые редакторы и издательские системы. Текстовыми редакторами называют программы для ввода, обработки, хранения и печатания текстовой информации в удобном для пользователя виде. Их можно классифицировать по уровням требований к обработке текстов: 2) Программы для набора и обработки простых текстов: Lexicon , Refis, Norton Editor ,MultiEdit, Word 4.0 и 5.0 и др. 2) Программы для набора сложных текстов: ChiWriter, TechWord, Word 5.5, 6.0 и 7.0, Word for Windows 1.1 и 2.2, WordPerfect, TeX, LaTex, и др.
Настольные издательские системы (desktop publishing) представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для компьютерного набора, верстки и издания текстовых и иллюстративных материалов. Наиболее распространенные программные системы предназначенные для компьютерной верстки: Word for Windows, Express Publisher, Illustrator for Windows, Ventura Publisher, PageMarker, TeX.
Большую популярность приобрели программы обработки графической информации. Компьютерная графика включает в себя ввод, обработку и вывод графической информации - чертежей, рисунков, картин, текстов и т.д. - средствами компьютерной техники. Различные типы графических систем позволяют быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или видеокамеры, создавать анимационные ролики.
Графические редакторы позволяют пользоваться различным инструментарием художника, стандартными библиотеками изображений, наборами стандартных шрифтов, редактированием изображений, копированием и перемещением фрагментов по страницам экрана и др
Среди программ подготовки иллюстраций можно выделить следующие: CorelDraw, CorelSystem, Designer, DrawPerfect, GalleryEffect, PC Paintbrush, PhotoStyler, Adobe Photoshop и др.
Графические представления расчетных и статистических данных удобно представлять в виде схем, диаграмм, гистограмм и графиков. Это лучше всего развито в электронных таблицах и в СУБД.
Компьютеризацию чертежных и конструкторских работ проводят давно и в настоящее время используют различные системы автоматизации проектных работ (САПР). САПР– в настоящее время обозначает аппаратно-программный комплекс, поддерживающий процесс проектирования с использованием специальных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами программного обеспечения, для решения задач, связанных с проектной деятельностью. Сфера применения САПР охватывает такие разные области приложения, как архитектура, гражданское строительство, картография, медицина, геофизика, разработка моделей одежды, издательское дело, реклама. Одним из популярных САПР является система АВТОКАД (AutoCad).
Табличный процессор. Для выполнения расчетов и дальнейшей обработки числовой информации существуют специальные программы - электронные таблицы (табличные процессоры). В настоящее время известно много вариантов электронных таблиц: АБАК, Варитаб-86. Суперплан, Multiplan, SuperCalс, QuattroPro, Excel, Lotus 1-2-3 и др. На сегодня одним из распространенных табличных процессоров является Microsoft Excel.
Информационные системы предназначены для хранения и обработки больших объемов информации. Любая информационная система должна выполнять три основные функции: ввод данных, запросы по данным, составление отчетов.
Системы управления базами данных. Базы данных - важнейшая составная часть информационных систем. Системы управления базами данных (СУБД)– это набор средств программного обеспечения, необходимых для создания, обработки и вывода записей баз данных. Различают несколько типов СУБД: иерархические, сетевые, реляционные. Реляционная СУБД Microsoft Access - одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД
Желание объединить функции различных прикладных программ в единую систему привело к созданию интегрированных систем. Универсальные интегрированные системы разрабатывались по принципу единой системы, содержащей в качестве элементов текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и систему управления базами данных. Примеры таких систем: Framework, Works, Мастер. Microsoft Office, Open Access, Lotus 1-2-3 и Symphony.
Программные средства специального назначения
Авторская система представляет интегрированную среду с заданной интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнить информационным содержанием своей предметной области. Некоторые классы таких инструментальных средств: универсальные математические пакеты, пакеты статистической обработки данных, электронные «органайзеры» - программные средства, облегчающие планирование деятельности, хранение и поиск записей, отслеживающие заданные промежутки времени и т.д. Варианты АОС (автоматизированных обучающих систем) вобрали в себя лучшие достижения компьютерных технологий и стали широко популярными не только в учебных заведениях, но и при подготовке персонала в промышленности, различных социальных сферах, военном деле и т д. Широкое распространение в настоящее время получают инструментальные авторские системы по созданию педагогических средств: обучающих программ, электронных учебников, компьютерных тестов.
Экспертная система - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. Принципиальным отличием экспертных систем от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения. Экспертные системы, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии и социологии, криминалистике, лингвистике и т.д.
В последнее время широкую
Расширение концепции
Мультимедиа (multimedia) - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения. Мультимедиа используется в рекламной и информационной службе, сетевых телекоммуникационных технологиях, обучении.
Программные средства профессионального уровня
Каждая прикладная программа этой группы ориентируются на достаточно узкую предметную область, но проникает в нее максимально глубоко. Так функционируют АСНИ - автоматизированные системы научных исследований, каждая из которых «привязана» к определенной области науки, САПР - системы автоматизированного проектирования, каждая из которых также работает в узкой области, АСУ - автоматизированные системы управления (которых в 60 - 70 годах были разработаны тысячи).
Среди огромного разнообразия видов компьютерных программ существуют программы, предназначенные для нанесения ущерба пользователям ЭВМ – компьютерные вирусы.
Характерной приметой компьютерной эры стали компьютерные игры. Над их созданием трудятся высокопрофессиональные программисты, художники, мультипликаторы
Системные программы
Системные программы – это те программы, без которых работа ЭВМ невозможна. К ним относятся:
- Базовая система ввода-вывода (Basic Input-Output System, BIOS), которая хранится в постоянной (энергонезависимой) памяти ROM BIOS (ПЗУ базовой системы ввода-вывода). В ROM BIOS находится программа инициализации, называемая POST (Power On Self Test – самотестирование по включению), которая обеспечивает тестирование и запуск компьютера при включении, а также загрузку операционной системы. В ROM BIOS содержатся процедуры для работы со стандартными устройствами, реализующие связь операционной системы и прикладных программ с аппаратными средствами компьютера. BIOS предоставляет такие сервисы, как ввод символа с клавиатуры, вывод на экран или принтер, чтение-запись сектора на диске и др. BIOS находится на самом нижнем уровне ПО, который обеспечивает изоляцию вышестоящих уровней от подробностей реализации аппаратных средств компьютера. В ROM BIOS имеется также утилита CMOS Setup, обеспечивающая настройку аппаратных средств компьютера.
- Операционная система (ОС) – это комплекс программ, который запускается при включении компьютера, осуществляет включение любых команд пользователя, выдает сообщение пользователю о своей работе, управляет ресурсами компьютера и запускает другие программы на выполнение.
- Программная (операционная) оболочка является надстройкой над операционной системой. Она существенно облегчает работу пользователя, предоставляя ему удобный интерфейс и освобождая от изучения команд операционной системы. К основным функциям программных оболочек относятся:
- копирование, перемещение, переименование, удаление файлов и каталогов;
- запуск программ;
- просмотр, создание и редактирование текстовых файлов;
- поиск файлов и каталогов на дисках;
- фильтрация, архивация и деархивация файлов;
- выдача сведений о занятости дискового пространства и оперативной памяти.
Широко известны программные оболочки Norton Commander (NC), DISCO Commander, NC для Windows, Windows Commander, а также встроенная оболочка Windows 95 и более поздних версий (Windows Explorer).
- Операционная-оболочка – это комбинации программ операционной системы и программы-оболочки, т.е. эта программа одновременно организовывает работу ЭВМ и осуществляет удобство работы пользователя.
- Системные утилиты – это вспомогательные программы, которые выполняют различные дополнительные функции. К ним относятся:
а) программы упаковщики (архиваторы) – это программы, позволяющие за счет специальных методов сжатия создавать копию файлов на диске или объединять несколько файлов в один архивный (примеры архиваторов: arj, zip, zoo, Rar, Winzip, Winrar);
б) антивирусные программы - это программы, которые предназначены для обнаружения вирусов и обезвреживания их. (Aidstest Д.Лозинского, ADinf Д.Мостового, Doctor Web П.А.Данилова, а также Касперского, Н.Безрукова и др.);
в) программы для диагностики компьютера – это программы, которые проверяют конфигурацию компьютера и тестируют память;
г) специальная программа для печати – эта программа, которая позволяет одновременно работать и принтеру и пользователю;
д) программы для активизации работы дисков.
6. Драйверы (driver – буквально, «водитель») периферийных устройств – программные модули, содержащие процедуры работы с устройствами.
Понятие операционной системы. Функции ОС
Операционной системой (ОС) называется комплекс программных средств, осуществляющих управление ресурсами компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействием между собой и пользователем. ОС выполняет следующие основные функции:
- управление ресурсами компьютера;
- управление выполнением программ;
- обеспечение взаимодействия программ с внешними устройствами компьютера и другими программами;
- хранение данных во внешней памяти и обеспечение доступа к ним;
- обеспечение диалога пользователя с компьютером (поддержка интерфейса пользователя).
Наиболее
распространенными операционным
Классификация ОС
ОС, как и другие программные продукты, развиваются по пути расширения функциональных возможностей и улучшения пользовательского интерфейса. Их классификация проводится обычно последующим признакам:
- число пользователей, одновременно работающих с системой (однопользовательские или многопользовательские);
- число задач, которые могут решаться с их помощью в любой момент времени (однозадачные и многозадачные);
- базовый способ общения пользователя в ОС (диалог на языке команд, диалог на языке меню, диалог на языке графических представлений);
- число разрядов адресной шины (16, 32 или 64);
- минимально требуемые ресурсы, т. е. Минимально необходимые объемы оперативной и дисковой памяти, класс микропроцессора.
Многозадачность позволяет одновременно осуществлять, например, под музыку (воспроизводимую вашим компьютером) вывод готового документа на печать и форматировать новый.
Разрядность адресной шины определяет объем памяти, к каждому элементу которой можно обратиться «напрямую».
По этой классификации Windows – это многопользовательская, многозадачная, 32-разрядная ОС машин класса 486 и выше.
Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных ОС для персональных компьютеров:
1. OS/2 фирмы IBM.
2. Windows фирмы Microsoft.
3. Unix корпорации Bell Laboratory.
Операционные системы Windows.
Операционная система Windows стала первой графической операционной системой на IBM PC. В ней реализован целый ряд важнейших концептуальных положений:
- 32-разрядная архитектура;
- вытесняющая многозадачность и многопоточность;
- графический пользовательский интерфейс;
- подключение новых периферийных устройств по технологии Plag and Play;
- использование виртуальной памяти;
- совместимость с раннее созданным программным обеспечением;
- наличие коммуникационных программных средств;
- наличие средств мультимедиа;
- интеграция с глобальной сетью Интернет.
Современная технология разработки программных продуктов, в том числе и операционной системы Windows, базируется на концепции объектно-ориентированного программирования, в основе которого лежит понятие объекта.
Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. В среде Windows любой файл воспринимается как объект, имеющий уникальное имя. Файлу рекомендуется давать такое имя, которое отражает суть хранящейся в нем информации. Параметры, отражающие свойства файла:
- Тип, свидетельствующий о характере хранимых данных;
- Размер файла, т.е. занимаемый объем дискового пространства;
- Дата и время создания файла;
- Дата и время последних изменений файла;
- Атрибуты файла: архивный, только для чтения, скрытый, системный.
Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратная косая черта).
Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Понятно, что в этом случае на одном носителе не может быть двух файлов с тождественными полными именами. Пример записи полного имени файла:
<имя носителя>\<имя
каталога-1>\...\<имя каталога-
Рассмотрим пример записи двух файлов, имеющих одинаковое собственное имя и размещенных на одном носителе, но отличающихся путем доступа, то есть полным именем. Для наглядности имена каталогов (папок) напечатаны прописными буквами.
С:\УНИВЕРСИТЕТ\ФАКУЛЬТЕТ\
С:\ ВУЗЫ\УНИВЕРСИТЕТ\ФАКУЛЬТЕТ\
Ярлык – это ссылка на какой-нибудь объект, вторичное (дополнительное) изображение этого объекта, указывающая на его местоположение. Поэтому при удалении ярлыка, объект остается на месте. Ярлык служит для ускорения запуска программ или документов.
Папка –это хранилище объектов. Структура подчиненности папок в Windows имеет иерархическую структуру. На верхнем уровне находится объект – Рабочий стол. На втором уровне располагаются объекты, размещенные на Рабочем столе. К ним стандартно относятся папки Мой компьютер, Мои документы, Корзина, а также могут находиться и другие папки. Все остальные объекты по иерархии находятся внутри этих папок.
Прикладные программы в Windows называются приложениями, например, приложениями являются графический редактор Paint, программа Проводник, различные служебные программы для обслуживания дисков и т.д.
Приложение состоит из одного или нескольких файлов, которые хранятся обычно в папке с соответствующим названием. Среди этих файлов должен быть главный, называемый файлом запуска.
Объектами, создаваемыми в среде приложения, могут быть тексты, таблицы, рисунки и т.д. В среде Windows такие объекты называются документами.
Интерфейс – совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека.
Графический пользовательский интерфейс – интерфейс, где для взаимодействия человека и компьютера используются графические средства. Примером графического пользовательского интерфейса служит интерфейс Windows. Основу графического интерфейса пользователя составляет система окон. Окно – обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отображаются приложение (окно приложения), документ (окно документа), сообщения (окно сообщений). Бывают также диалоговые окна, которые служат для настройки параметров. Другим графическим объектом является Указатель мыши. Вид указателя мыши может меняться в зависимости от области экрана, где он находится.
Программные средства Windows
К программным средствам Windows относятся:
- Программа Проводник – программа-обозреватель локальных и сетевых ресурсов ПК, с помощью которой пользователь может отыскать любой объект файловой системы (папку или файл) и произвести с ним необходимые действия;
- Инструменты настройки Windows – находятся в папке Панель управления. Доступ к этой папке: Пуск/Настройка/Панель управления.
- Стандартные приложения прикладного назначения – графический редактор Paint, текстовый редактор WordPad, Блокнот, Калькулятор, мультимедиа, комплекс программ Связь.
- Стандартные приложения служебного назначения – очистка диска, проверка диска, мастер обслуживания диска и другие.
В настоящее время особой популярностью пользуются операционные среды Windows-95, Windows 98, Windows 2000, Windows NT, выпускаемые фирмой Microsoft. Под нее написаны тысячи прикладных программ разного уровня сложности, позволяющие решать, практически, все поставленные задачи. Файловую систему компьютера образует совокупность логических дисков (A-дискета , C , D: жесткие диски, E: компакт-диск) и каталогов (папок), в которых размещены отдельные файлы-программы и файлы-данные – объекты обработки программ, где файл – это поименованная совокупность байтов, записанная на диск.
Системы программирования
Программа – это набор команд, которые читаются и выполняются процессором. Инструментальные системы (системы программирования) – это набор программ, которые предназначены для создания новых языков программирования или новых средств разработки программ. Cистемы программирования предоставляют сервисные возможности программистам для разработки их собственных компьютерных программ. В настоящее время разработка любого системного и прикладного программного обеспечения осуществляется с помощью систем программирования, в состав которых входят: 1) трансляторы с языков высокого уровня; 2) средства редактирования, компоновки и загрузки программ; 3) макроассемблеры (машинно-ориентированные языки); 4) отладчики машинных программ.
Контрольные вопросы
- На какие классы делятся программное обеспечение ЭВМ?
- Что такое текстовые редакторы? Для чего они нужны?
- Что такое графические редакторы? Для чего они нужны?
- Что такое электронные таблицы? Для чего они нужны?
- Что такое СУБД? Для чего они нужны?
- Что такое интегрированные системы? Для чего они нужны?
- Что такое экспертные системы? Для чего они нужны?
- Что такое авторские системы? Для чего они нужны?
- Что такое гипертекст, гипермедиа, мультимедиа?
- Что называется компьютерным вирусом?
- Что такое файл?
- Что такое файловая структура?
- Что такое интерфейс?
- Что такое BIOS и какую функцию она выполняет?
- Что такое ОС и какие она выполняет основные функции?
- По каким признакам можно классифицировать ОС?
- Программное обеспечение ПК; ОС МS Windows
- Программное обеспечение (ПО) персональных компьютеров
- Программное обеспечение САПР.Прикладное программное обеспечение САПР РЭС. Системное программное обеспечение
- Программное обеспечение современных компьютеров и других средств информатизации
- Программное обеспечение современных ЭВМ: системы антивирусной защиты
- Программное обеспечение торговых предприятий
- Программное обеспечение торговых предприятий
- Программное Обеспечение Микро-Эвм
- Программное обеспечение моделирования нейроных сетей
- Программное обеспечение персональных компьютеров
- Программное обеспечение ПК
- Программное обеспечение ПК
- Программное обеспечение ПК и его классификация
- Программное обеспечение ПК. Назначение. Классификаци
