Программное обеспечение ЭВМ

Совокупность программ, процедур и правил, а также документации, связанных с функционированием системы обработки данных, составляют программное обеспечение (ПО; software). Программное и аппаратное обеспечение в ЭВМ работают в неразрывной связи и взаимодействии.

ПО предназначено для решения конкретных задач. Приложение (application) – это программная реализация решения задачи на ЭВМ. В большинстве случаев, приложения разрабатываются для последующего выхода с ним на рынок ПО. Программный продукт (ПП) – это комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной продукции.

Жизненный цикл ПП состоит из трех стадий: 1) разработка ПП; 2) эксплуатация и сопровождение; 3) завершение жизненного цикла.

Стадия разработки ПП включает следующие частично перекрывающиеся этапы.

МС – маркетинг рынка ПО и формирование требований к ПП предназначены для изучения требований к создаваемому ПП, включающие следующие действия:

- изучение сегмента рынка ПО, где предполагается использование разрабатываемого ПП, и анализ аналогичных ПП; определение состава и назначения функций обработки данных ПП;

- установление требований пользователя к способу взаимодействия с ПП (система меню, использование манипулятора «мышь», типы подсказок, виды экранных документов и т. п.);

- определение аппаратных и программных средств, необходимых для эксплуатации ПП.

ПС – проектирование структуры ПП связано с разработкой структуры ПП, структуры информационной базы задачи, выбором методов и средств создания программ – технологии программирования.

ПР – программирование и тестирование программ являются технической реализацией проектных решений и выполняются с помощью выбранного инструментария разработчика, включающего языки и системы программирования. Разработка отдельных модулей ПП ведется параллельно для сокращения продолжительности этого этапа. Тестирование является важным этапом разработки ПП и часто требует не меньше времени, чем программирование. Программа проверяется на устойчивость работы в случае неверных входных данных, ошибочных действиях пользователя и сбое аппаратного обеспечения. Тестирование разбивается на два этапа.

Альфа-тестирование осуществляется в месте его разработки, и его результатом является стабильно работающая программа.

Бета-тестирование производится у заказчика ПП для проверки его функциональности и выявления оставшихся ошибок. Тестирование продолжается и на этапе эксплуатации.

ДК – документирование ПП заключается в разработке необходимых сведений по установке и обеспечению надежной работы ПП, поддержке пользователей при выполнении функций обработки системой помощи и подсказок, определении порядка взаимодействия ПП с другими программами.

Стадия эксплуатации и сопровождения включает следующие этапы.

ВР – выпуск ПП на рынок ПО сопровождается различными приемами маркетинга: рекламой, увеличением числа каналов реализации, скидками, службой поддержки и др. ПП может быть выпущен на рынок как коммерческое, условно-бесплатное (shareware) или бесплатное (freeware) ПО. Для получения копии коммерческого пользователь должен предварительно его оплатить. Условно-бесплатное ПО является ознакомительным. Пользователь может попробовать данный ПП в течение определенного периода. По истечению этого периода пользователь должен купить ПО или отказаться от его использования. Бесплатное ПО не имеет ограничений на использование.

ЭП – эксплуатация ПП идет параллельно с этапом сопровождения. При этом эксплуатация может начинаться раньше и заканчиваться позже сопровождения.

СП – сопровождение ПП заключается в поддержке работоспособности ПП, переход на его новые версии, усовершенствование, исправление обнаруженных ошибок и т. п.

Стадия завершения жизненного цикла состоит из одного этапа.

СН – снятие ПП с продажи и отказ от сопровождения происходит, как правило, по следующим причинам:

- появлением новых технологий и устройств;

- плохих отзывах пользователей;

- смене политики разработчика этого ПП.

Длительность жизненного цикла для различных ПП различна. Для большинства современных ПП длительность жизненного цикла составляет в среднем 2-3 года.

Классификация программного обеспечения

Можно выделить следующие уровни ПО (в порядке убывания):

1) прикладной уровень;

2) служебный уровень;

3) системный уровень;

4) базовый уровень.

Базовый уровень отвечает за взаимодействие с аппаратными средствами и хранится в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации.

ПО базового уровня выполняет следующие функции:

- тестирование оборудования после каждого включения ЭВМ, которое состоит из инициализации системных ресурсов и регистров микросхем, тестирования ОЗУ, инициализации контроллеров, определения и подключения ВЗУ;

- передача управления загрузчику операционной системы;

- управление электропитанием при выключении ЭВМ.

Системный уровень обеспечивает взаимодействие других программ компьютера с базовым уровнем и непосредственно с аппаратным обеспечением. Совокупность ПО системного уровня образует ядро операционной системы (ОС) ЭВМ.

Ядро ОС выполняет следующие функции:

- управление и распределение памяти ОЗУ и ВЗУ;

- управление процессами ввода-вывода;

- поддержка файловой системы – упорядоченной совокупности объектов различного типа (файлов), хранящихся в ВЗУ;

- управление устройствами через специальные программы – драйверы;

- организация взаимодействия и диспетчеризации процессов – выполняемых в данный момент программ и задач;

- предоставление интерфейса пользователю для управления перечисленными функциями – системы окон, меню, панелей инструментов для вызова соответствующих функций.

Драйвер устройств – это программа, которая обеспечивает взаимодействие (преобразование сигналов, данных) с компонентами ЭВМ. Почти все компоненты взаимодействуют с ОС через драйверы.

Драйверы устройств

Программа для обслуживания периферийных устройств.

( EGAVGA.bgi , keyrus.com,

HP DeskJet 670C Series Printer, Display.sys).

Служебный уровень автоматизирует работы по проверке и настройке компьютерной системы. Задачи, решаемые на служебном уровне, аналогичны задачам системного уровня, однако ПО служебного уровня решает их эффективней. Таким образом, служебный уровень дополняет системный уровень.

Типы служебных программ (утилит)

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). Предоставляют удобные средства для выполнения большинства операций по обслуживанию файловой системы: копированию, перемещению, переименованию файлов, созданию каталогов (папок), уничтожению объектов, поиску файлов и навигации в файловой системе.

2. Средства сжатия данных (архиваторы). Создают, обновляют и обслуживают архивных файлов, предназначенных для компактного хранения и передачи других файлов.

3. Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов проверки правильности работы программного и аппаратного обеспечения и оптимизации работы компьютерной системы.

4. Средства просмотра и воспроизведения. Служат для просмотра текстовых файлов, графических изображений, воспроизведения звуковых или видеофайлов.

5. Средства обеспечения компьютерной безопасности. Служат для предотвращения несанкционированного доступа к файлам для их чтения, изменения или повреждения.

Утилиты (Norton Utilities [NU], PC Tools Deluxe)

• упаковщики ( PKZIP, ARJ)

Архивация данных - это преобразование данных, при котором объем файла данных уменьшается, а количество информации сохраняется.

- антивирусные программы DrWeb, Kaspersky Internet Security, Norton AntiVirus

Компьютерный вирус - это программа, способная самостоятельно создавать свои копии, внедрять их в другие программы, и производить определенные действия без ведома пользователя. При этом эти действия происходят незаметно.

Основные симптомы:

• замедление работы программ;

• увеличение размеров файлов:

• появление новых файлов;

• уменьшение объема доступной ОП

• сбои в работе ОС

• форматирование диска

• заражение ОП (резидентные вирусы)

• внезапные звуковые и видео эффекты

• поступление или отправка новых писем

Виды вирусов

• по среде обитания - сетевые, файловые, загрузочные

• по способу заражения – резидентные и нерезедентные

• по особенностям алгоритма – черви (уменьшают пропускную способность сети), паразитические (создают свои копии) , макровирусы (заражают офисные документы), троянские программы (цель похищение информации и ее уничтожение – стирание ).

- восстановление стертых файлов (Unerase )

- диагностики компьютера ( NDiags, SI System Information)...

Прикладной уровень представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственные, творческие, развлекательные и учебные).

Классификация прикладного ПО

1. Офисные пакеты. Представляют собой комплексное решение задач, возникающих при документообороте в учреждениях и домашних условиях. Включают текстовый редактор для создания и обработки текстов; табличный процессор для подсчета и анализа числовых данных; систему управления базами данных (СУБД) для хранения и обработки данных; редактор презентаций для подготовки материалов для проведения лекций и презентаций.

Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint, Access…)

1. Графические редакторы предназначены для создания и обработки графических изображений и делятся на три типа: редакторы растровой графики, редакторы векторной графики и редакторы трехмерной графики. Растровая графика состоит из массива точек разных цветов. Векторная графика представляет изображение в виде набора геометрических примитивов: точек, линий, прямоугольников, окружностей и др. Трехмерная графика строится на основе векторной графики, но к ней добавляются новые элементы, имитирующее третье измерение.

PaintBrush, Coral Draw, 3D Studio, PhotoShop,..

1. Системы автоматизированного проектирования (cad-системы) предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Позволяют проводить математические расчеты надежности конструкций.

- Auto Cad

1. Программы для работы в локальных и глобальных сетях: браузеры, клиенты электронной почты, программы для загрузки файлов.

Internet explorer 11, Safari, Google Chrome, mail.ru

1. Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода текстов на естественных языках.

Stylus, Socrat, Magic Goody, Promt

1. Бухгалтерские системы. Предназначены для автоматизации подготовки начальных бухгалтерских документов предприятия, финансовых отчетов и их учета. СУБД

1С- Бухгалтерия, Финансы без проблем,

1. Игровые, обучающие и справочные программы.

Консультант Плюс, Гарант, Кодекс.

Законодательство. Налоги. ФармИнформ. ЦенныеБумаги.

1. Инструментальные языки и системы программирования. Предназначены для разработки новых программ. Предоставляют программисту удобные средства для создания и отладки программных средств.

Операционные системы

ОС – комплекс программ, обеспечивающих работу аппаратных средств ЭВМ, сетей и программ.

Классификация ОС

• Однопользовательские, многопользовательские

(каждому пользователю выделяется свой сегмент ОП

с разделением полномочий доступа к ресурсам )

• Многозадачные (каждой задаче выделяется доля процессорного времени), однозадачные;

• Однопроцессорные, многопроцессорные;

• Разрядности процессора (8,16,32,64 – разрядные)

• Тип пользовательского интерфейса (командные (текстовые), объектно-ориентированные (графические) );

• Сетевые, локальные

Примеры

Однопользовательские, однозадачные

OC CP/M – создана для первых персональных ЭВМ и занимала 4 Кбайта,

Для 8 разрядного микропроцессора

MS DOS – промышленный стандарт для 16 разрядных ЭВМ

Однопользовательские, многозадачные Windows 95

OS/2 (IBM) –

Многопользовательские, многозадачные

Для машин серии EC – OC/ 360 (IBM)

Unix , Windows 2000 Mac OC (для Macintosh Apple)

Многопользовательские, многозадачные 32 разрядная Windows XP

Многопользовательские, многозадачные 64 разрядная Windows XP 64

– Bit Edition для Intel Itanium 64 bit

ОС поддерживает до 16Гб ОП до 8Тб виртуальной памяти

ОС можно подразделить по типу аппаратного обеспечения, на котором ОС работают.

1. Серверные ОС одновременно обслуживают множество пользователей и позволяют им делить между собой программно-аппаратные ресурсы сервера. Серверы также предоставляют возможность работы с печатающими устройствами, файлами или сетью Интернет. У Интернет-провайдеров обычно работают несколько серверов для того, чтобы поддерживать одновременный доступ к сети множества клиентов. На серверах хранятся страницы веб-сайтов и обрабатываются входящие запросы.

Unix и специальная серверная версия ОС Windows являются примерами серверных ОС. Теперь для этой цели стала использоваться и ОС Linux.