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):

1. Программные средства (ПС) общего назначения: Текстовые редакторы; Издательские системы; Графические системы; СУБД; Интегрированные системы; Информационные системы.
2. ПС специального назначения: Авторские системы; Экспертные системы; Гипертекстовые системы; Системы мультимедиа.
3. 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 популярность получили программы обработки гипертекстовой информации. Гипертекст – это форма организации текстового материала не в линейной последовательности, а в форме указании возможных переходов (ссылок), связей между отдельными его фрагментами. В гипертекстовых системах информация напоминает текст энциклопедии и доступ к любому выделенному фрагменту текста осуществляется произвольно по ссылке. Организация информации в гипертекстовой форме используется при создании справочных пособий, словарей, контекстной помощи (Help) в прикладных программах.

Расширение концепции гипертекста  на графическую и звуковую информацию приводит к понятию гипермедиа. Идеи гипермедиа получили распространение в сетевых технологиях, в частности в Интернет-технологиях. Технология WWW (World Wide Web) позволила структурировать громадные мировые информационные ресурсы посредством гипертекстовых ссылок. Популярными поисковыми средствами в Интернет являются Yahoo, AltaVista, Magellan, Rambler и др.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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).

4. Операционная-оболочка – это комбинации программ операционной системы и программы-оболочки, т.е. эта программа одновременно организовывает работу ЭВМ и осуществляет удобство работы пользователя.
5. 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 операционными системами для ПК(Имеются в виду персональные компьютеры на аппаратной платформе, совместимой с PC IBM) в настоящее время являются: Windows 95 (98, ME), Windows 2000 (ХР), UNIX (Linux). Гораздо реже используются MS DOS, Windows NT, OS/2, Novell NetWare. Встроенную сетевую поддержку имеют все перечисленные системы, кроме MS DOS.