Учебное пособие Программное обеспечение Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.
К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:
технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
методы тестирования программ ;
методы доказательства правильности программ;
анализ качества работы программ;
документирование программ;
разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.
Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ - от игровых до научных.
Возможна следующая классификация программного обеспечения
прикладное,
системное.
Прикладная программа - это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладной будет программа, решающая частную задачу, например, программа подготовки платежных ведомостей. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов.
Прикладные программы могут использоваться автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов.
Библиотека стандартных подпрограмм - это совокупность подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих определенным единым требованиям к структуре, организации их входов и выходов, описаниям подпрограмм и т.п.
В качестве примера можно привести библиотеку стандартных подпрограмм по численным математическим методам решения уравнений, вычисления интегралов, поиска экстремумов и т.п.
Пакеты прикладных программ (ППП) - это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией.
Примеры:
пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования,
пакеты обучающих программных средств.
Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент.
Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Наиболее известный интегрированный пакет Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор Word , электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Outlook.
Органайзеры - это программы - электронные секретари. Они позволяют эффективно распорядиться рабочим временем, финансовыми средствами и т.п.
Системные программы. К системным программам можно отнести
операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования,
программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas - польза), они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи; примеры утилит: программы контроля, тестирования и диагностики, программы-драйверы,
программы-упаковщики (архиваторы), антивирусные программы,
программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;
программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
программы для записи на CD и многие другие.
Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно. Операционная система - совокупность программ управления ресурсами компьютера и организации диалога с пользователем. Перечислим несколько распространенных операционных систем: MS DOS, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Unix, Linux, MacOS (System 7,8,9). В функции операционной системы входит:
осуществление диалога с пользователем;
ввод-вывод и управление данными;
планирование и организация процесса обработки программ;
распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение;
всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
передача информации между различными внутренними устройствами;
программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисководов, принтера и др.).
В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают однопользовательские и многопользовательские, однозадачные и многозадачные.
Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы - драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.
В операционных системах традиционно диски именуются большими латинскими буквами с двоеточием: А имя гибкого диска, С: - как правило, имя жесткого диска (винчестера). Часто для удобства пользования диск C: логически делится на несколько независимых областей памяти, которые также называют дисками и обозначают С:, D:, E: и т.д. Файловая система - это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.
Файл (англ. file - папка) - это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.
Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях: магнитных дисках или CD-ROM. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока - 512 байт. Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге - оглавлении файлов.
Для удобства работы с большим количеством файлов их располагают в каталогах (директориях, папках) - именованных областях диска. Каталоги имеют иерархическую древообразную структуру. Самый верхний каталог называется корневым. Любой каталог может содержать файлы и другие каталоги, называемые по отношению к нему подкаталогами (вложенными каталогами). Например, на диске С: можно создать следующие каталоги:
С:\Студенты
С:\Абитуриенты
Пример вложенного каталога, скажем в папке (каталоге) С:\Студенты можно создать каталоги \ФИРТ или \АТС.
Адрес файла - это путь доступа к файлу, путь поиска файла. Например, для того, чтобы найти список группы студентов-первокурсников специальности “Математическое обеспечение и администрирование информационных систем” (МО) можно пройти по такому пути (заранее организованному)
С:\Студенты\ФИРТ\МО\1_курс\Список_МО_101
Имя файла состоит из собственно имени и расширения. В OC Windows 95 и старше собственно имя файла - это строка из не более 255 символов (путь может занимать не более 260 символов). Расширение в имени файла обычно ассоциировано с содержимым файла или программой, предназначенной для его обработки. В именах файлов недопустимо использование символов "/", "\", ":", "*", "?", "“", "<", ">".
Пример имени файла: Том_1._Глава_4._Редакция_2.txt
Здесь первая часть (Том_1._Глава_4._Редакция_2) есть собственно имя файла, а .txt - это расширение. Желательно, чтобы название файла было содержательным. Вместо пробелов рекомендуется использовать символ подчеркивания.
Некоторые общепринятые расширения имен файлов:
.exe - исполняемый файл (программа, приложение)
.com - исполняемый файл (обычно небольшого размера, часто служебная программа),
.sys - системный файл операционной системы,
.htm - особый формат текстовых файлов, принятый в Internet'е,
.doc - файл документа (текст с оформлением), например, документ Word,
.bmp - графический файл, рисунок, отличается большим размером,
.jpg - графический файл, отличается особой компактной формой записи, широко применяется в Internet'е, для передачи многоцветных изображений, фотографий
.mpg - файл видео,
.wav - файл звукозаписи (оцифрованного звука),
.arj, .rar, .zip - файлы архивов.
Программы-оболочки - это программы, созданные для упрощения работы в частности с операционными системами. Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги. Примеры оболочек:
пакет программ Norton Commander (для DOS).
графическая оболочка MS-Windows 3.х. (для DOS).
Примеры операционных систем
Операционные системы Windows. В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением той или иной версии операционной среды Windows фирмы Microsoft. Охарактеризуем наиболее распространенные версии.
Windows NT (NT - англ. New Technology) - это операционная система, а не просто графическая оболочка. Она использует все возможности новейших моделей персональных компьютеров и работает без DOS. Windows NT - 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Эта операционная система очень удобна для пользователей, работающих в рамках локальной сети, для коллективных пользователей, особенно для групп, работающих над большими проектами и обменивающихся данными.
Windows 2000 Professional - операционная система нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах - от портативных до серверов. Эта ОС является наилучшей для ведения коммерческой деятельности в Интернете.
Windows CE 3.0 - операционная система для мобильных вычислительных устройств, таких, как карманные компьютеры, цифровые информационные пейджеры, сотовые телефоны, мультимедийные и развлекательные приставки, включая DVD проигрыватели и устройства целевого доступа в Интернет.
Операционная система Unix - многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количество пользователей. Ядро ОС Unix написано на языке высокого уровня C и имеет только около 10 процентов кода на ассемблере. Это позволяет за считанные месяцы переносить ОС Unix на другие аппаратные платформы и достаточно легко вносить в нее серьезные изменения и дополнения. UNIX является первой действительно переносимой операционной системой. UNIX - многозадачная многопользовательская система.
Транслятор (англ. translator - переводчик) - это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.
Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов.
Компилятор (англ. compiler - составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. Интерпретатор (англ. interpreter - истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.
Система программирования - это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.
Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:
компилятор или интерпретатор;
интегрированная среда разработки;
средства создания и редактирования текстов программ;
обширные библиотеки стандартных программ и функций;
отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
"дружественная" к пользователю диалоговая среда;
многооконный режим работы;
мощные графические библиотеки;
утилиты для работы с библиотеками;
встроенный ассемблер;
встроенная справочная служба;
другие специфические особенности.
Популярные системы программирования - Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C, работающие под DOS, системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений: Borland Delphi , пакет Microsoft Visual Basic - удобный и популярный инструмент для создания Windows-программ с использованием визуальных средств.
Назовем некоторые наиболее известные языки программирования
Basic - первый язык высокого уровня используемый для персональных компьютеров. Существует много различных версий Бейсика.
Язык Паскаль был разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом как язык обучения студентов программированию. Паскаль вырабатывает навыки соблюдения хорошего строгого стиля программирования, упрощающего разработку сложных программ. В своем первоначальном виде Паскаль имел довольно ограниченные возможности, но расширенные варианты этого языка - такие как Turbo Pascal, является очень мощными языками программирования.
Язык Си разработан Деннисом Ритчи в 1972 г. как язык, пригодный для программирования новой операционной системы UNIX. Язык СИ обрел популярность как так называемый язык среднего уровня, в котором удобство, краткость и мобильность языков высокого уровня сочетаются с возможностью непосредственного доступа к аппаратуре компьютера, что обычно достигаются только при программировании на языке Ассемблера. Си не очень прост в изучении и требует тщательности в программировании, но позволяет создавать сложные и весьма эффективные программы.
Инструментальные программные средства - это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.
По своему назначению они близки системам программирования. К инструментальным программам, например, относятся:
редакторы;
средства компоновки программ;
отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
графические пакеты программ и т.п.
Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО. [Предыдущая тема] [Решение задач] [Тестирование] [Следующая тема]