Предмет и задачи информатики

 

Классификация программного обеспечения. Структура  данных. Файлы и их имена. Работа с файлами.  Программы-оболочки. программные  оболочки. Назначение. Классификации. Возможности. Примеры. NC – инструментарий работы в среде MS DOS.

 

Программное обеспечение.

Программы – это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами.

Программное и аппаратное связи и в непрерывном взаимодействии, и раздельное их рассмотрение являются, по меньшей мере условным.

Состав программного обеспечения ВС называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т. е. мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе.

Возможность существования  такого интерфейса тоже основана на существовании  технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением ПО на несколько взаимодействующих между собой уровней.

Уровни ПО представляют собой пирамидальную конструкцию.

 

 

Прикладное  ПО

↓

Служебное ПО

↓

Системное ПО

↓

Базовое ПО

    Уровни ПО представляют собой пирамидальную конструкцию. Любой следующий уровень опирается на ПО предшествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с ВС, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания.

Базовый уровень: самый низкий уровень ПО представляет базовое ПО, оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами и входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах называемые постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ – Read Only memory Rom).

Программы и данные записываются («прошив-ся») в микросхемах ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение  базовых программных средств  во время эксплуатации является технически целесообразным, и применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ – Erarable and Programmable Readlonlymemory) изменение содержания ПЗУ можно выполнить как непосредственно в составе ВС (флэш - технологией), так и вне её, на специальных устройствах – (программаторами).

Системный уровень: системный уровень – переходной. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т. е. выполняют «посреднические» функции. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств, (они входят в состав ПОСУ).

Другой класс программ системного уровня (СУ) отвечает за взаимодействие с пользователем (получает возможность  вводить данные в ВС, управлять работой и получать результат в удобной для себя форме) и они называются средствами обеспечения пользовательского интерфейса. Совокупность ПОСУ образует ядро операционной системы компьютера, т. е. наличие ядра операционной системы человека с вычислительной системой (ВС).

Служебный уровень: основное назначение служебных программ (утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы (используется для расширения или улучшения функций системных программ). Некоторые служебные программы (программного обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, внешними и служат для расширения её функций.

Существуют два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

В 1 случае С. П. могут изменять потребительские  свойства системных программ, делая  их более удобными для практической работы.

Во 2 случае они слабо связаны  с С. П. О., но предоставляют  пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением. 

 Прикладной уровень: ПО прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняется конкретные задания. Спектр этих заданий – от производственных до творческих и развлекательно-обучающих, зависят от типа используемой ОС, от того, какие системные средства содержит её ядро, как она обеспечивает взаимодействие требуемого комплекса человек – программа – оборудование.

Классификация программного обеспечения. Программное обеспечение (ПО) является необходимой составной частью любой ЭВМ. Без соответствующих программ практически невозможно заставить машину сделать, что-либо полезное. В состав ПО персональных компьютеров входят как универсальные средства, так и прикладные программы, ориентированные на отдельные проблемные области.

В настоящее время  для разных типов ПЭВМ разработано несколько десятков тысяч программ, которые могут быть разделены на следующие основные классы:

- операционные системы,

- системы программирования,

- прикладные программы.

Операционная  система (ОС) — неотъемлемая часть программного обеспечения компьютера, управляющая всеми его аппаратными компонентами. Другими словами, ОС обеспечивает  целостное  функционирование  всех  компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера

Системные программы. Даже при наличии десятков тысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, чего не делают (или делают, но не так) имеющиеся программы. В этих случаях следует использовать системы программирования, т.е. системы для разработки новых программ. Эти системы обычно включают компилятор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языке программирования высокого уровня, редактор текстов программ, библиотеки полезных подпрограмм, отладчики, а иногда и различные вспомогательные программы.

Для популярных языков программирования IBM PC – в совместимых компьютерах (Си, Си + +, Паскаль, Бейсик, Фортран и другие) имеется множество систем программирования позволяющих создавать программы, работающие в среде DOS, WINDOWS, WINDOWS 95 и другие.

Особым классом систем программирования являются системы  для создания приложений типа клиент – сервер. Эти системы позволяют  быстро создавать информационные системы  для подразделений и даже крупных  предприятий. В них содержаться  средства для создания пользовательского интерфейса, описание процедур разработки данных, заготовки для выполнения типовых действий по обработке данных и т.д. Эти системы позволяют работать с самыми различными системами управления базами данных.

Прикладные  программы. Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

• подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;
• обработки табличных данных – табличные процессоры;
• подготовки документов типографского качества – издательские системы;
• обработки массивов информации – системы управления базами данных и т. д.;
• программы экономического назначения – бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
• программы для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
• системы автоматизированного проектирования - программы для статистического анализа данных;
• компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т. д. 

Редакторы документов – это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Редакторы документов позволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы, автоматически переносят слова на новую строку, позволяют делать сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т. д.

Табличные процессоры. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по имеющимся данным. Современные табличные процессоры поддерживают трехмерные таблицы, позволяют создавать собственные входные и выходные формы, использовать средства автоматизации макрокоманды, связь с базами данных и т.д.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяет управлять большими информационными массивами- базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записей, составление отчетов и т.д. Более сложные СУБД поддерживают несколько массивов информации и связи между ними, т.е. могут использоваться для задач, в которых участвует много различных видов объектов, связанных друг с другом различными соотношениями.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Пользователь может рисовать линии, кривые, раскрашивать область экрана, создавать надписи различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ. Некоторые редакторы обеспечивают возможность получения изображений трёхмерных объектов, профессиональные средства цветообработки и т.д.

Система автоматизированного  проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных  механизмов с помощью компьютера.

Интегрированные системы сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы графики и другие возможности. Все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работе с ними.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятия. Некоторые бухгалтерские программы предназначены для автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета - начисление заработанной платы, учета товаров, материалов на складах и т.д. А обычно целесообразнее внедрение комплексных систем бухгалтерского учета.              

Структура данных. Файл (тип, имя, местоположение).

Файл — это хранящаяся на диске однородная по своему назначению и имеющая имя совокупность информации.

Правила образования имени файла и объединения их в файловые системы связаны с операционной системой, базовый модуль которой предназначен для работы с ними. Изложим эти правила на примере операционной системы М8-005 6.0 (см. рекомендации в конце ответа на этот вопрос).

Имя файла состоит  из двух частей: собственно имени и  расширения. Собственно имя файла содержит не более восьми символов, при этом нельзя употреблять знаки арифметических операций, пробела, отношений, пунктуации. В качестве имени (запрещены имена, совпадающие с именами, назначенными МS-DOS  как имена устройств, например СОN, LРТ1, LРТ2. расширение имени состоит не более чем из трех символов и, следовательно, может отсутствовать. Если расширение есть, то от основного имени оно отделяется точкой. Например, ris.bmp, или mart.txt, или docl.doc.

По имени файла можно  судить о его назначении, так как  для расширений установилось некоторое  соглашение, фиксирующее для ОС тип обработки файлов. Расширение соm (отcommand) или ехе (от ехесutаble) имеют файлы программ, предназначенных для исполнения по вызову пользователя; dос (document) — файлы с документом, подготовленным в текстовом редакторе Мicrosoft Word;bac (backup) — резервные копии;

bas— файлы с текстами программ на языке ВАSIС.

Список имен файлов, хранящихся на данном диске, находится в каталоге (директории) вместе со сведениями об их типе, размере, времени создания. Емкость гибких магнитных дисков, а тем более жестких и компакт-дисков, такова, что на одном диске может размещаться для хранения внушительное число файлов. Поэтому работа с каталогом всех файлов, имеющим линейную структуру, оказалась неудобна. МS-DOS позволяет организовать имена файлов в несколько каталогов, помещая в один каталог имена файлов, объединенных каким-либо признаком. Имена каталогов записываются с учетом уже названных ограничений. Каталог может содержать любое разумное число имен файлов; он также может содержать другие каталоги, называемые в этой ситуации подкаталогами, и т.д. Таким образом,  образуется иерархическая структура каталога, «дерево» каталогов, «корнем» которого является главный (корневой) каталог, «ветки» — подкаталоги, а «листья» — это имена файлов.

Два файла или два  подкаталога, находящиеся в двух разных каталогах, могут иметь одинаковые имена. Поэтому для однозначной идентификации файла (каталога) на диске следует указать путь (path, маршрут) доступа к нему. Путь доступа состоит из имени Диска и списка имен каталогов; первый каталог в списке является подкаталогом корневого каталога, каждый последующий является подкаталогом предыдущего, последний каталог в этом списке со' держит искомый файл. Элементы списка разделяются обратной косой чертой (\), например:

С:\QBASIC \ BASIC1 \qbasic.ехе

С: \ QBASIC \ BASIC2 \qbasic.ехе

Составное имя  файла (PATHNAME) состоит, таким образом, из пути доступа к файлу и носит также название полного имени файла, однозначно определяя участок на диске с таким именем.