реферат Программное обеспечение ПК и его классификация

Введение

Компьютер — это машина, которая отличается от всех других машин тем, что не может работать без программ. Электронное оборудование компьютера сложное и дорогое, но оно не способно на что-либо, если в компьютер не загружена хотя бы одна программа. Без этого электронного наполнения программа не будет работать, а без программ электроника не будет работать. То есть вы говорите, что компьютеру нужны две вещи, чтобы работать: аппаратное и программное обеспечение.

Программное обеспечение — набор программ, контролирующих работу компьютера или автоматизированной системы.

Программное обеспечение имеет свою историю развития, которая тесно связана с развитием первого и четко отражается на фоне интерфейса: пользователь — компьютер (интерфейс — это набор инструментов и правил, позволяющих взаимодействовать между устройствами, программами и людьми).

Программирование для компьютера 1-го поколения производилось в кодах машины, и пользователю предоставлялись все ресурсы для решения его задачи, и он работал непосредственно с ними. Даже первые операционные системы, появившиеся в конце 1940-х годов и представлявшие собой наборы простых программ ввода-вывода с общим объемом в несколько сотен команд, ничего не изменили в сути дела, так как пользователи либо создавали собственные сервисные программы для своих целей.

В середине 1950-х большинство компьютеров 2-го поколения работали на операционных системах, которые позволяли выполнять пакетную обработку: Система собирала программы, подготовленные разными пользователями, выполняла их в быстрой последовательности, тем самым снижая усилия оператора и позволяя лучше планировать вычислительные ресурсы машины. Многие операционные системы того времени включали библиотеки со стандартными и часто используемыми процедурами и программами, а также переводчики высокого уровня с первого языка программирования Fortran, разработанного и внедренного IBM в 1956 году.

В начале 1960-х годов появились первые операционные системы разделения времени, которые позволяли процессору переключаться между задачами, создавая иллюзию, что многие пользователи работают с компьютерами одновременно. Наиболее быстрое развитие операционной системы того периода началось с появления компьютеров 3-го поколения с аппаратной поддержкой основных элементов функционирования операционной системы: систем прерывания, средств защиты оперативной памяти от несанкционированного доступа, а также развитой системы ввода-вывода, разработанной прошивки и др.

Осложнение и расширение программной среды ЭВМ не только значительно расширяет ее функциональные возможности, оптимизируя управление сложными вычислительными процессами и ресурсами в режиме мульти-, телеобработки и интерактивности, но и пользователем не только знания языка программирования высокого уровня, но и языка управления задачами, являющегося интерфейсом задач пользователя с операционной системой — средой. Однако эти дополнительные знания более чем окупились в виде обменов: язык программирования высокого уровня для разработки прикладного программного обеспечения и языки высокого уровня для управления задачами, обеспечивающие интерфейс с оболочкой компьютерного программного обеспечения.

Только 4-е поколение, в глубине которого появились технологии персональных компьютеров на базе ПК, вновь позволило массовым пользователям приблизиться к вычислительным ресурсам, но не к самой аппаратной среде. И если первый ПК с очень простой операционной средой все же позволял пользователю выполнять некоторые базовые функции управления ресурсами, то по мере роста производительности ПК росли и оболочки системного ПО, причем не только из-за сложности операционной системы, но и из-за появления оболочек для самих операционных систем. Такие оболочки, например, MS Windows, использующие операционную систему в качестве программного ядра, значительно повышают интеллектуальный уровень пользовательского интерфейса — компьютера, который в то же время находится дальше от аппаратной составляющей.

Учитывая массовый — персональный характер использования ПК, такое решение является единственно правильным — физически максимальный подход компьютерных ресурсов к пользователю, максимально удаляя внутреннюю кухню ПК и повышая уровень логического интерфейса с ним. И если несколько лет назад, как и в случае с предыдущим поколением компьютеров, пользователю ПК приходилось использовать командный язык операционной системы (MS-DOS, CP/M, Unix и т.д.), то с появлением Windows-оболочек он получил возможность работать с ресурсами ПК на логико-графическом уровне, потребляя при этом только самые общие знания о системе и программном обеспечении, используемом большинством пользователей приложений.

Стремительное развитие новых информационных технологий и расширение сферы их применения привело к интенсивной разработке программного обеспечения. Достаточно сказать, что в 1996 году мировое сообщество потратило на программное обеспечение более 110 миллиардов долларов. Более того, тенденции в разработке программного обеспечения показывают, что динамика стоимости демонстрирует устойчивую тенденцию к росту, около 20% в год.

Программное обеспечение для информационных систем — это набор программных и документационных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных с использованием компьютерных технологий.

Она может быть разделена в соответствии с функциями, выполняемыми программным обеспечением:

  • Системные программы (иногда называемые базовым программным обеспечением);
  • Прикладные программы;

Системные системы — это прежде всего операционные системы и программы, входящие в состав операционной системы (например, драйверы для различных компьютерных устройств (от английского слова «drive» — управление), т.е. программы, управляющие работой устройств: драйверы для сканеров, принтеров и т.д.). За исключением операционных систем, сервисное программное обеспечение (также называемое сервисом или утилитами, от английского слова «Utilize») по-прежнему относится к обслуживанию жестких дисков, архивов, антивирусных программ и т.д.

Приложения включают программы для решения задач в различных областях человеческой деятельности (бухгалтерские программы, текстовые и графические редакторы, базы данных, экспертные системы, переводчики, энциклопедии, обучающие, тестовые и игровые программы и т.д.).

Видео

Системы программирования

Системы программирования представляют собой наборы взаимодействующих программ, предназначенные для максимально упрощенного ввода соответствующих прикладных программ в память ПК, их коррекции, комбинирования, отладки, тестирования и подготовки к использованию. Системы программирования всегда зависят от операционной системы и различаются для разных операционных систем, главным образом, в интерфейсе «человек-машина». Например, в операционных системах MS-DOS, которые обеспечивают текстовый интерфейс, системы программирования общаются с пользователем только в текстовом режиме. Для Windows системы, которые в целях эффективности выполнения программ в среде требуют их изготовления «под Windows», системы программирования несут в себе особенности работы в данной операционной системе, а именно, в первую очередь использование оконных режимов, иконок и мыши.

Другое, хотя и не столь важное, различие между системами программирования — это алгоритмический язык, на котором компилируются программы, подлежащие преобразованию в машинный код.

Рассмотрим основные функции простейших систем программирования для подготовки программ на таких языках, как Basic, Pascal, C под управлением операционной системы MS-DOS.

Каждая система программирования обязательно содержит программу под названием «Текстовый редактор» (Edit).

Каждая система также обязательно выполняет функции сохранения программы, введенной в окно редактора программ, или ее части, на любой диск под старым или новым именем, загрузки ранее созданного файла с диска в память, изменения директории, вывода из системы программирования в среду операционной системы и возврата к ней. Эти функции известны как управление файлами.

Все системы содержат процедуру компиляции текста программы, подготовленного на алгоритмическом языке, в машинный код. Компиляция выполняется в несколько этапов. Редактированная программа в виде текстового файла, называемого исходным модулем, представляется редактору для ввода. Исходный модуль обрабатывается компилятором. В результате получается промежуточная программа — объектный модуль, содержащий сам машинный код и заголовок со списком внешних имён, используемых в этом модуле — подпрограммы различных библиотек, переменных и т.д. Модуль обрабатывается компилятором. Объектный модуль является исполняемой программой только в том случае, если разрешены ссылки на внешние имена. То же самое относится и к программированию. Эта работа выполняется программой компоновщика (редактором связи). Результатом работы этой программы является так называемый модуль загрузки — программа, готовая к использованию в машинных кодах, но не хранящаяся в оперативной памяти с указанного адреса. Она может быть записана в личную библиотеку пользователя или передана на исполнение.

Выполнение программы заключается в помещении ее в память компьютера, начиная с определенного адреса (ее загрузка), разумеется, с изменением адресов всех инструкций. Этот процесс называется образованием абсолютного модуля. Выполняется программой загрузчика.

После компиляции программы, т.е. подготовки абсолютного модуля, ее можно запускать на исполнение. Однако это может произойти только в том случае, если будут устранены все синтаксические ошибки в процессе компиляции. Пользователь должен устранить ошибку и возобновить процесс компиляции.

Для выполнения успешно скомпилированной программы в системе программирования предусмотрен режим «Старт» (RUN). Пока программа запущена, ее можно остановить и получить неверные результаты. Они, как и положено, вызваны логическими ошибками разработчика на этапе компиляции алгоритма. Такие ошибки очень сложно исправить. Но, к сожалению, они очень распространены. Поэтому система программирования должна иметь функцию отладки программ.

Отладка программы — самая сложная и утомительная часть программирования. Его важнейшая задача — выявление логических ошибок. Для этого создаются специальные отладчики. Их часто называют DEBUG. «чтобы устранить ошибку». Под «ошибкой» мы подразумеваем именно «скрытые» ошибки.

Каждая система программирования и операционная система имеет справочную программу HELP (Help). Эта программа предоставляет пользователю различную информацию о системе намного быстрее, чем при традиционном использовании книг и каталогов. Самое главное, что он может быть использован в текущем режиме подготовки, компиляции и отладки текста программы. Для этого используется функциональная клавиша F1.

Некоторые различия в диапазоне функций, предоставляемых пользователю системой программирования, обусловлены алгоритмическими языками и взглядами разработчиков.

Функции систем программирования, работающих в среде MS-DOS, которые считаются обязательными, отображаются в окне текстового редактора в виде пунктов главного меню. Хотя системы программирования были созданы для MS-DOS, в настоящее время они успешно работают под новыми операционными системами Windows. Новые системы программирования, основанные непосредственно на операционной системе Windows, такие как VISUAL BASIC, DELPHI, VISUAL C++, используют несколько иную идеологию и терминологию программирования.

Любая программа, которая должна быть скомпилирована, ее текст, введенный в память компьютера, в дальнейшем скомпилированный, отлаженный и протестированный, называется приложением в этих программных системах. Подготовка программы в смысле выполнения вышеперечисленных действий называется разработкой проекта или просто прикладного проекта. Проектирование основано на технологии визуальной подготовки проекта.

В связи с тем, что в операционной системе Windows обмен информацией пользователя с компьютером осуществляется через окна, в которых элементами управления являются различные кнопки и поля ввода/вывода, объектами проектирования применения первой фазы являются окна и элементы их работы. Windows называют формами, а элементы управления — компонентами.

Фигура начала, т.е. вид окна, появляющегося при запуске приложения, создается путем изменения свойств фигуры с помощью программы проектировщика фигур.

Подготовка графического интерфейса пользователя считается завершенной после разработки его стартовой формы и определения на ней компонентов управления.

Каждое влияние пользователя на компонент называется событием. Разрабатываемая заявка должна каким-то образом реагировать на нее. Поэтому на втором этапе проекта будут разработаны процедуры реагирования на возможные события.

Каждый компонент имеет свой набор событий, на которые он может реагировать и которые подготавливаются для шаблонов программных последовательностей VISUAL-систем.

Поэтому для создания процедуры реагирования на события обычно выполняются следующие действия:

  1. присваивается компоненту в форме;
  2. Окно Инспектор объектов содержит события, для которых готовится процесс редактирования;
  3. Щелкнув по диапазону значений, события попадают в окно текстового редактора с подготовленным шаблоном соответствующей процедуры;
  4. с места, указанного текстовым курсором редактора, ввести текст разрабатываемой программы.

Вторая фаза проекта в настоящее время считается частично завершенной. Затем необходимо скомпилировать, отладить и протестировать приложение, используя ту или иную визуальную систему программирования.

Понятие системного программного обеспечения. Операционные системы

Основу  системного программного обеспечения  составляют программы, входящие в операционные системы компьютеров.

ОС  представляет собой комплекс системных  и служебных программных средств. 

С одной стороны она опирается  на базовое ПО компьютера, входящее в состав BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для ПО более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. 

Все ОС обеспечивают свой автоматический запуск.

После включения  компьютера производится самотестирование компьютера и затем загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти, а в момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной

загрузке  операционной системы.

Самотестирование  компьютера. В состав компьютера входит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы, – это BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода).

После включения питания компьютера процессор  начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера.

Загрузка  операционной системы. После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким, CD-ROM) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном, секторе диска) наличия специальной программы Master Boot (загрузчика операционной системы).

Если  установлен системный диск и программа-загрузчик  оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.

Если  системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «Non system disk», и компьютер «зависает», то есть загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.

После окончания загрузки операционной системы  управление передается командному процессору.

ОС  предназначены для обеспечения  нескольких видов интерфейса:

  • интерфейса между пользователем и программно-аппратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);
  • интерфейса между программным и аппратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);
  • интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Современные виды ОС:

  1. ОС семейства Windows — продукт корпорации Microsoft.  Свою «родословную» Windows начинают от операционной системы DOS и первоначально представляли собой надстраиваемые над ней оболочки (Windows запускался из под DOS), увеличивающие возможности DOS и облегчающие неподготовленному пользователю работу с компьютером. Уже более поздние версии (начиная с Windows NT) представляли собой полноценные операционные системы.   Преимуществом Windows считается дружественный для пользователя интерфейс. Из недостатков отмечают ненадежность системы. 
  2. Unix-подобные ОС. Операционная система UNIX оказала большое влияние на развитие мира операционных систем, заложив основы работы современных ОС. Изначально UNIX был системой для разработки ПО. Несмотря на то, что Unix-подобные системы уступают по популярности Windows, они работают на больших типах компьютеров.
  3. Linux — представляет собой множество Unix-подобных операционных систем (дистрибутивов), которые чаще всего являются свободно распространяемыми
  4. MAC OS — также создавалась на основе ядра UNIX. Является продукт компании Apple для ее же компьютеров Macintosh. Считается надежной и удобной. Но в отличие от Windows не так популярна

Пример. Из программных средств Microcoft:  MS DOS, MS Office, MS SQL, MS Visual Studio операционной системой является MS DOS.

 

Теги

Adblock
detector