6. Програмне забезпечення. Класифікація програмного забезпечення.

Програ́мне забезпе́чення (ПЗ; англ. software) — всі програми, якими забезпечена комп'ютерна система; розрізняють системне програмне забезпечення (зокрема, операційна система, транслятори,редактори, графічний інтерфейс користувача) та прикладне програмне забезпечення, що використовується для виконання конкретних завдань, напр., статистичне п.з.^[1]

Виконання програмного забезпечення комп'ютером полягає у маніпулюванні інформацією та керуванні апаратними компонентами комп'ютера. Наприклад, типовим для персональних комп'ютерів є відображення інформації на екран та прийом її з клавіатури.

Програмне забезпечення (software) та апаратне забезпечення (hardware) є дві комплементарні компоненти комп'ютера, причому межа між ними нечітка: деякі фрагменти програмного забезпечення на практиці реалізуються суто апаратурою мікросхем комп'ютера, а програмне забезпечення, в свою чергу, здатне виконувати (емулювати) функції електронної апаратури. Та по суті призначення програмного забезпечення полягає в керуванні як самим комп'ютером так і іншими програмами та маніпулюванні інформацією.

Теоретичні основи

Теоретичні основи програмного забезпечення комп'ютерів базуються на теорії скінченних автоматів, і практично були закладені британським математиком Аланом Тюрингом (англ. Alan Turing) в 1936 році, який створив так звану машину Тюринга, математичну модель абстрактної машини здатної виконувати послідовності рудиментарних операцій, які переводять машину з одного фіксованого стану в інший, вже заданий наперед стан. Головна ідея полягала в математичному доведенні факту, що будь-який, попередньо сформульований стан системи може бути завжди досягнутий послідовним виконанням кінцевого набору елементарних команд (програми) з фіксованого алфавіту команд.

Носії

На відміну від апаратних складових hardware комп'ютера, програмне забезпечення - це інформація^{[Джерело?]}, яка зберігається на матеріальних носіях у вигляді файлів (дискета, HDD,CD,DVD, тощо) та може передаватись по каналах зв'язку.

Системне та прикладне

Розрізняють системне та прикладне програмне забезпечення;

Системне програмне забезпечення призначено для обслуговування власних потреб комп'ютера — забезпечення його працездатності і виконання його внутрішніх функцій, а також для створення передумов для виконання прикладного програмного забезпечення. Типовим прикладом системного ПЗ є операційна система.

Прикладне програмне забезпечення, призначено для розв'язання задач користувача. Наприклад: редактори тексту, електронні таблиці, бази даних, тощо.

Програмне забезпечення можна розділити на корисне і шкідливе. Корисне програмне забезпечення створюється для виконання завдань, що відповідають побажанням користувача ПК. Основна мета шкідливого програмного забезпечення — виконувати операції, які є небажаними для користувача, часто із завдаванням прихованої чи явної шкоди. Прикладом шкідливого програмного забезпечення є комп'ютерні віруси.

11. Службове програмне забезпечення

Програми цього рівня взаємодіють як із програмами базового рівня, так і з програмами системного рівня. Призначення службових програм (утиліт) полягає у автоматизації робіт по перевірці та налаштуванню комп'ютерної системи, а також для покращення функцій системних програм. Деякі службові програми (програми обслуговування) відразу додають до складу операційної системи, доповнюючи її ядро, але більшість є зовнішніми програмами і розширюють функції операційної системи. Тобто, у розробці службових програм відслідковуються два напрямки: інтеграція з операційною системою та автономне функціонування.

1. Диспетчери файлів (файлові менеджери). За їх допомогою виконується більшість операцій по обслуговуванню файлової структури копіювання, переміщення, перейменування файлів, створення каталогів (папок), знищення об'єктів, пошук файлів та навігація у файловій структурі. Базові програмні засоби містяться у складі програм системного рівня і встановлюються разом з операційною системою

2. Засоби стиснення даних (архіватори). Призначені для створення архівів. Архівні файли мають підвищену щільність запису інформації і відповідно, ефективніше використовуються носії інформації.

3. Засоби діагностики. Призначені для автоматизації процесів діагностування програмного та апаратного забезпечення. Їх використовують для виправлення помилок і для оптимізації роботи комп'ютерної системи.

4. Програми інсталяції (встановлення). Призначені для контролю за додаванням у поточну програмну конфігурацію нового програмного забезпечення. Вони слідкують за станом і зміною оточуючого програмного середовища, відслідковують та протоколюють утворення нових зв'язків, загублені під час знищення певних програм. Прості засоби управління встановленням та знищенням програм містяться у складі операційної системи, але можуть використовуватись і додаткові службові програми.

5. Засоби комунікації. Дозволяють встановлювати з'єднання з віддаленими комп'ютерами, передають повідомлення електронної пошти, пересилають факсимільні повідомлення тощо.

6. Засоби перегляду та відтворення. Переважно для роботи з файлами, їх необхідно завантажити у "рідну" прикладну систему і внести необхідні виправлення. Але, якщо редагування не потрібно, існують універсальні засоби для перегляду (у випадку тексту) або відтворення (у випадку звука або відео) даних.

7. Засоби комп'ютерної безпеки. До них відносяться засоби пасивного та активного захисту даних від пошкодження, несанкціонованого доступу, перегляду та зміни даних. Засоби пасивного захисту - це службові програми, призначені для резервного копіювання. Засоби активного захисту застосовують антивірусне програмне забезпечення. Для захисту даних від несанкціонованого доступу, їх перегляду та зміни використовують спеціальні системи, базовані на криптографії.

12.Поняття та типи комп’ютерних вірусів. Антивірусні програми На сьогоднішній день відомо понад 50 тис. комп'ютерних вірусів. Існує багато різних версій стосовно дати народження першого комп'ютерного вірусу. Однак більшість фахівців сходяться на думці, що комп'ютерні віруси, як такі, вперше з'явилися у 1986 році, хоча історично виникнення вірусів тісно пов'язане з ідеєю створення самовідтворюючих програм.

Одним із "піонерів" серед комп'ютерних вірусів вважається вірус "Brain", створений пакистанським програмістом на прізвище Алві. Тільки у США цей вірус вразив понад 18 тис. комп'ютерів. На початку епохи комп'ютерних вірусів розробка вірусоподібних програм носила чисто дослідницький характер, поступово перетворюючись на відверто вороже протистояння користувачів та безвідповідальних, і навіть кримінальних "елементів". В ряді країн карне законодавство передбачає відповідальність за комп'ютерні злочини, в тому числі за створення та розповсюдження вірусів.

Оскільки комп’ютерні віруси є програмами, вони можуть виявитися лише при запуску на виконання. Поки вірус не запушений, він може досить довго знаходитись на диску в «дрімаючому» стані і не завдавати ніякої шкоди. Важливо знайти вірус ще до того, як він встигне виявити себе. Це принцип роботи всіх антивірусних програм, призначених для боротьби з ними.

Комп’ютерний вірус називається так завдяки своїй спроможності до самовідтворення і «розмноження». Після свого запуску вірус може створювати власні копії, тобто нові фрагменти програмного коду. Ці копії можуть не збігатися із оригіналом. Розмноження вірусу відбувається, як правило, через оперативну пам’ять комп’ютера. Скажімо, код вірусу потрапляє в пам’ять разом із завантаженим зараженим файлом і звідти починається зараження інших файлів, передусім файлів операційної системи. Через деякий час на комп'ютері починає відбуватися щось дивне:

• програми перестають працювати або працюють неправильно;

• на екрані з'являються зайві повідомлення і символи;

• робота комп'ютера сповільнюється;

• деякі файли виявляються зіпсованими;

• комп'ютер повністю втрачає працездатність.

Комп'ютерні віруси поділяються на первинні класи за деструктивно-класифікаційними ознаками, способами їх створення і знешкодження:

? за місцезнаходженням вірусів (файлові, бутові, файлово-бутові, пакетні, мережеві, віруси в структурі файлової системи, WinWord-віруси, Windows-віруси, OS/2-віруси, Novell NеtWare-віруси, BIOS-віруси, CD-ROM-віруси);

? за способом зараження середовища мешкання вірусів (резидентні, нерезидентні);

? за наслідками деструктивних дій вірусів (нешкідливі, не уразливі, уразливі, дуже уразливі);

? за особливостями алгоритму вірусу (stealth-віруси, worm-віруси, companion-віруси, МtЕ-віруси, DIR-віруси, driver-віруси, віруси-паразити, віруси-привиди, «троянські» програми, логічні бомби, комбіновані віруси та ін.);

? за способами знешкодження вірусів (знешкоджені однією антивірусною програмою (АVО-віруси) і знешкоджені кількома антивірусними програмами або n-комплектом антивірусів (АVN-віруси);

? за способом створення вірусів (створені ручними засобами розробки (Н-віруси) і створені автоматизованими засобами розробки (А-віруси).

Залежно від виконуваних функцій, серед антивірусних програм виділяють такі:

? Програми-детектори. Вони поділяються на детектори, що дозволяють видаляти відомі віруси, і детектори, здатні боротися із досі невідомими вірусами. Детекторами є, наприклад, програма MS AntiVirus.

? Програми-ревізори. Ці програми контролюють усі вразливі (для вірусної атаки) компоненти комп’ютера. Принцип їхньої дії полягає в тому, що вони запам’ятовують дані про стан файлів і системних ділянок дисків, а при наступних запусках – порівнюють їхній стан із вихідним. Ревізором є, наприклад, програма Adinf.

? Програми-охоронці. Подібні програми резидентно розташовуються у пам’яті комп’ютера й автоматично перевіряють на наявність вірусів файли, що запускаються, і дискети, що вставляються до дисковода. При виявлені вірусу програма-охоронець може видавати попереджувальне повідомлення, а також може запобігти тим діям вірусу, які можуть призвести до його розмноження або зашкодити системі. Програма-охоронець, наприклад, програма AVP, що може виявити понад 47000 вірусів.

? Антивірусні комплекси. Сучасні антивірусні програми – це комплекси, що поєднують функції детектора, ревізора й охоронця. До таких комплексів належить широко відома програмa Norton Antivirus, а також пакет AntiViral Toolcit Pro – найпопулярніший у країнах СНД, створений у Росії у лабораторії Касперського.

? Фаги (поліфаги) виявляють та знешкоджують вірус (фаг) або кілька вірусів. Сучасні версії поліфагів, як правило, можуть проводити евристичний аналіз файлу, досліджуючи його на наявність коду, характерного для вірусу (додання частини однієї програми в іншу,шифрування коду тощо). Фагами є, наприклад, програми Aidstest, DrWeb.

? Вакцини — це програми, які використовуються для оброблення файлів та завантажувальних секторів з метою передчасного виявлення вірусів.

Ніколи неможна бути впевненим, що на вашому комп'ютері всі віруси знешкоджено.Справа в тому, що вірус спочатку розповсюджується, і лише через деякий час для його знешкодження розробляється антивірусна програма. Крім того, багато вірусів має «інкубаційний період» - спочатку непомітно поширюються і лише через деякий час дають про себе знати.

13. Прикладне програмне забезпечення. Класифікація прикладних програм.

Програмне забезпечення цього рівня являє собою комплекс прикладних програм, за допомогою яких виконуються конкретні завдання (від виробничих до творчих, розважальних та навчальних). Універсальність обчислювальної системи, доступність прикладних програм і широта функціональних можливостей комп'ютера безпосередньо залежать від типу наявної операційної системи, системних засобів, що містяться у її ядрі й взаємодії комплексу людина-програма-обладнання.

Прикладні програми дозволяють рішати різні проблеми користувачів, наприклад: навчаючі програми, які використовуються в школах, інститутах; програми-редактори, які допомагають оброблювати тексти, малюнки, графіки і т.д. Це самий великий клас програм, з якими зустрічається будь-яка людина, якщо вона живе в сучасному комп’ютеризованому суспільстві. Без цих програм сучасне суспільство просто не може існувати!

Класифікація прикладного програмного забезпечення:

1. Текстові редактори. Основними функціями є введення та редагування текстових даних.

2. Текстові процесори. Дозволяють форматувати, тобто оформлювати текст. Основними засобами текстових процесорів є засоби забезпечення взаємодії тексту, графіки, таблиць та інших об'єктів.

3. Графічні редактори. Широкий клас програм, що призначені для створення та обробки графічних зображень. Розрізняють три категорії: растрові редактори; векторні редактори; 3-D редактори (тривимірна графіка).

4. Системи управління базами даних (СУБД). Базою даних називають великі масиви даних організовані у табличні структури. Основні функції СУБД: створення пустої структури бази даних; наявність засобів її заповнення або імпорту даних із таблиць іншої бази; можливість доступу до даних, наявність засобів пошуку й фільтрації.

5. Електронні таблиці. Надають комплексні засоби для збереження різних типів даних та їх обробки.

6. Системи автоматизованого проектування (CAD-системи). Призначені для автоматизації проектно-конструкторських робіт. Застосовуються у машинобудуванні, приладобудуванні, архітектурі.

7. Настільні видавничі системи. Автоматизують процес верстання поліграфічних видань.

8. Редактори HTML (Web-редактори). Особливий клас редакторів, що об'єднують у собі можливості текстових та графічних редакторів.

9. Браузери (засоби перегляду Web-документів). Програмні засоби призначені для перегляду електронних документів, створених у форматі HTML.

Та інші: Інтегровані системи діловодства, Бухгалтерські системи, Фінансові аналітичні системи, Експертні системи, Системи відеомонтажа.

14. Текстові редактори та процесори

Те́кстовий проце́сор — комп'ютерна програма-застосунок, текстовий редактор з розширеними можливостями для комп'ютерної підготовки повноцінних документів, від особистих листів до офіційних паперів.

Функції текстових процесорів зазвичай включають компоновку і форматування тексту, широкі можливості роботи зі змістом і сторінками, розширений набір доступних символів, перевірку орфографії, впровадження в документ гіперпосилань, графіки, формул, таблиць й об'єктів. Деякі текстовіі процесори мають власну вбудовану скриптову мову для автоматизації операції з обробки документів.

Текстові процесори були одними з перших застосунків для підвищення продуктивності роботи в офісі, і разом з розвитком комп'ютерів пройшли значний шлях еволюції зі збагачення функціональністю і зручністю роботи.

Класичний приклад найпоширеніший в світі текстовий процесор Microsoft Word з офісного пакету Microsoft Office, він встановлений за приблизними оцінками на пів мільярдів комп'ютерів по всьому світі.

Як альтернатива класичному майкрософтовському текстовому процесору набуває поширення безплатна програма з офісного пакету OpenOffice.org Writer, яка мало в чому поступається можливостями і потерпала свого часу скоріше від неповної сумісності зі закритими форматами файлів Microsoft.

Текстовий редактор — комп'ютерна програма — застосунок, призначена для створення й зміни текстових файлів, а також їх перегляду на екрані, виводу на друк, пошук фрагментів тексту тощо.

Деякі текстові редактори забезпечують також розширену функціональність, таку як підсвічування синтаксису, сортування рядків, шаблони, конвертація кодування символів тощо Така функціональність часто характерна для редакторів коду, призначених для написання вихідного коду комп'ютерних програм.

Інші текстові редактори мають розширені функції форматування тексту, впровадження в нього графіки й формул, таблиць й об'єктів. Такі редактори часто називають текстовими процесорами і призначені вони для створення різного роду документів, від особистих листів до офіційних паперів. Класичний приклад — Microsoft Word.

Ще один клас програм цієї групи — текстові середовища. По суті, такі середовища являють собою повноцінне робоче середовище, у якому можна вирішувати найрізноманітніші завдання: за допомогою надбудов вони дозволяють писати й читати листа, веб-канали, працювати в вікі й Вебі, вести щоденник, управляти списками адрес і завдань. Представники цього класу — Emacs, Archy, Vim й Acme з операційної системи Plan 9. Такі програми можуть служити середовищам розробки програмного забезпечення. У кожному разі, останні завжди містять текстовий редактор як необхідний інструмент програмування.

15. Електронні таблиці.

Електронні таблиці — це програми, призначені для зберігання та опрацювання інформації, наданої в табличній формі. Електронні таблиці є двовимірними масивами (які зазвичай називають робочими листами), що складаються із стовпців і рядків. Програмні засоби для проектування електрон­них таблиць називають також табличними процесорами. Вони дозволяють не тільки створювати таблиці, а й автоматизувати опрацювання табличних даних. Функції табличних процесорів такі: • створення і редагування електронних таб­лиць; • оформлення і друк електронних таблиць; • створення документів з багатьма таблицями, об’єднаними формулами; • побудова діаграм, їх модифікація і розв’язання задач графічними методами; • робота з електронними таблицями як з базами даних (сортування таблиць, вибірка даних відповідно до запитів); • створення підсумкових і зведених таб­лиць; • використання під час побудування таб­лиць інформації із зовнішніх баз даних та ін. За оцінками фірми PC Data of Reston, найбільш популярними електронними таблицями для персональних комп’ютерів є табличні процесори Excel (фірма Microsoft), Lotus 1-2-3 (фірма Lotus Development) і Quattro Pro (фірма WordPerfect Novell Applications Group).

16. Графічні редактори та процесори

Графічний редактор — прикладна програма (або пакет програм), що дозволяє створювати і редагувати зображення за допомогою комп'ютера.

Типи графічних редакторів:

• Растрові графічні редактори. Найпопулярніші: Adobe Photoshop для операційних систем Microsoft Windows і Mac OS X, GIMP для GNU/Linux і інших POSIX-сумісних. GIMP розповсюджується під ліцензією GNU GPL.

• Векторні графічні редактори. Найпопулярніші: Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Free Hand — для Windows, Inkscape — для всіх ОС.

• Гібридні графічні редактори. Найпопулярніші: RasterDesk для AutoCAD, Spotlight для операційних систем Microsoft Windows.

• Тривимірні графічні редактори. Найпопулярніші: 3D Studio Max та Maya

Графічний процесор (англ. Graphics Proccesing Unit, GPU) — окремий пристрій персонального комп'ютера або ігрової приставки, виконує графічний рендеринг. Сучасні графічні процесори дуже ефективно обробляють і зображують комп'ютерну графіку, завдяки спеціалізованій конвеєрній архітектурі вони набагато ефективніші в обробці графічної інформації, ніж типовий центральний процесор.

Графічний процесор в сучасних відеоадаптерах використовується в якості прискорювача тривимірної графіки, але в деяких випадках його можна використовувати і для обрахунків (GPGPU). Обрахунковими особливостями в порівнянні із CPU є:

• архітектура, максимально націлена на збільшення швидкості обчислень текстур та складних графічних об'єктів;

• обмежений список команд.