Информатика

Вопрос 1.

Программы - это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы - управление аппаратными средствами. Между программами, также как между физическими блоками существует взаимосвязь - многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т.е. можно говорить о программном интерфейсе. Возможность такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней. Уровни ПО представляют собой пирамидальную структуру. Каждый следующий уровень опирается на предыдущий.

Базовый уровень. Самый низкий уровень представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, - постоянных запоминающих устройствах(ПЗУ - Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются("прошиваются") в микросхемы и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. Иногда, вместо схем ПЗУ используются перепрограммируемые запоминающие устройства. Такая технология называется флэш-технологией.

Системный уровень. Системный уровень - переходный. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие прочих программ с программами базового уровня и с аппаратным обеспечением, то есть выполняют "посреднические" функции. Например, при подключении нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ связь с этим оборудованием. Такие программы называются драйверами устройств - они входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Служебный уровень. Программы этого уровня взаимодействуют с программами двух предыдущих уровней. Основное назначение служебных программ(утилит) - состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Некоторые из них включены в состав операционных систем. В разработке и эксплуатации утилит существует два подхода: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

• Диспетчеры файлов(файловые менеджеры) выполняют операции по обслуживанию файловой системы: копирование, перемещение, удаление и переименнование файлов, создание и удаление каталогов(папок), поиск и навигация по файловой структуре. Диспетчер файлов входит в состав операционной системы. Можно установить дополнительные файловые менеджеры.

• Архиваторы - предназначены для сжатия файлов и создания архивов.

• Средства просмотра и воспроизведения - позволяют просматривать документы разных типов(плейеры, вьюверы)

• Средства диагностики - используются для устранения неполадок и для оптимизации работы компьютера.

• Средства коммуникации - обеспечивают операции в компьютерных сетях

• Средства обеспечения безопасности - обеспечивают защиту данных от повреждений, а также от несанкционированного доступа

Прикладной уровень. Пркладные программы - это программы с помощью которых выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий очень широк, от производственных до развлекательных.

• Текстовые редакторы - ввод и редактирование текстовых данных.

• Текстовые процессоры- ввод и редактирование и оформление(форматирование) данных.

• Графические редакторы - создание и обработка графических изображений. Различают три категории: растровые, векторные и редакторы трёхмерной графики 3D. Растровые редакторы предназначены для работы с растровай графикой, когда графический объект представлен в виде комбинации точек, образующих растр и обладающих свойствами яркости и цвета. Такой подход применяется, когда объект имеет много полутонов, что характерно для фотографий и полиграфических изображений. Растровые редакторы используются, в основном, для обработки готовых изображений. Векторные редакторы отличаются от растровых тем, что элементарным объектом является не точка, а линия. Каждая линия представлена математической формулой, коэффициенты которой храняться в компьютере. Из элементарных объектов-линий создаются простые геометрические объектв - примитивы, из которых в свою очередь, создаются композициию. Векторные редакторы используются для создания новых изоюбражений. Редакторы трёхмерной графики используются для создания трёхмерных композиций.

• Системы управления базами данных(СУБД). Базами данных называют массивы данных, организованных в табличные структуры. Основные функции СУБД являются:

  • создание пустой структуры БД

  • предоставление средств её заполнения

  • обеспечение доступа к данным, а также поиска и фильтрации

• Электронные таблицы Электронные таблицы представляют средства для хранения различных видов данных и их обработки. В некотором смысле они похожи на СУБД, однако акцентсделан не на хранении массива данных и доступа к ней, а на обработке. Электронные таблицы широко применяются при делопроизводстве, в сфере бухгалтерского учёта, для анализа финансовых и др. рынков и т.д.

• Системы автоматизированного проектирования(CAD-системы) Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ.

• Настольные издательские системы. Предназначены для автоматизации процесса вёрстки полиграфических изданий. От текстовых процессоров они отличаются расширенными средствами управления взаимодействия текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны у них меньше возможностей для работы с текстом. Обычно текст и графику готовят заранее в соответствующих редакторах, а затем производят вёрстку в настольной издательской системе.

• WEB-редакторы WEB-редакторы предназначены для создания электронных документов для сети Интернет. Для создания таких документов, вообще говоря, можно использовать текстовые редакторы и процессоры, а также, некоторые графические редакторы, но WEB-редакторы олбладают рядом полезных функций, повышающих производительность труда.

• Браузеры(обозреватели, средства просмотра WEB-документов) К этой категории относятся программы предназначенные для просмотра WEB-документов. Современные браузеры воспроизводят текст, графику, музыку, человеческую речь, обеспечивают просмотр видео, работу с электронной почтой и т.д.

• Бухгалтерские системы Бухгалтерские системы сочетают в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных.

• Геоинформационные системы Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами.

• Системы видеомонтажа Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, наложения звука, титров.

• Музыкальные редакторы Создание , редактирование, обработка цифровой музыки.

• Кроме того, существуют обучающие, развивающие и развлекательные программы.

Операционная система - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.

Функции ОС

Основные функции (простейшие ОС):

• Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).

• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.

• Пользовательский интерфейс.

• Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

• Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).