Лекция № 4 «Программное обеспечение информационных технологий»
ПЛАН: 1. Классификация программ 2. Системное программное обеспечение: a) b) c) d) Структура системного программного обеспечения Операционная система Операционные системы корпорации Microsoft Альтернативные операционные системы 3. Прикладное программное обеспечение (ППО): a) ППО общего назначения b) ППО специального назначения c) ППО профессионального назначения 4. Инструментальное программное обеспечение
1. Классификация программ Программа – последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных для решения задачи. Данные – информация, представленная в форме, пригодной для её хранения, передачи и обработки с помощью компьютера.
Программная обработка данных предполагает: n n n Программа загружается в оперативную память из внешней памяти компьютера. Микропроцессор последовательно считывает команды программы. Данные, используемые в команде, загружаются в оперативную память. Микропроцессор обрабатывает данные в соответствии с командой. Результат обработки записывается в оперативную память компьютера. При необходимости результат сохраняется во внешнюю память компьютера.
Программное обеспечение (ПО) – (ПО) неотъемлемая часть компьютера. ПО ПО является логическим продолжением технических средств ПК, расширяющее их возможности и сферу использования. Любой компьютер состоит из аппаратного обеспечения (Hardware) и обеспечения Hardware функционирует, решает задачи с помощью программного обеспечения (Software). Software
Программное обеспечение - Программное обеспечение совокупность всех программ и служебных данных, предназначенных для управления работой компьютера и решения различных задач пользователя.
Классификация ПО: 1. ПО СФЕРЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: 1. Системные программы Являются инструментом создания всех видов программного обеспечения (например, системы программирования). являются основными, т. к. 2. Прикладные программы управляют компонентами вычислительной системы, такими как процессор, коммуникационные и периферийные Предназначены для оформления 3. Инструментальные программы устройства. Системные программы предназначены информации и функционирования рассчитаны на и для обеспечения непосредственное взаимодействие работоспособности компьютера (операционная система, драйверы и т. д. ). с пользователем (например, офисные программы).
2. По способу исходный код таких программ доступен для просмотра, распространения: изучения и изменения, что позволяет помочь в доработке n Коммерческое программное а самой открытой программы, также создаётся использовать код для коммерческой обеспечение организацией с цельюпрограмм и создания новых получения прибыли от егов них ошибок. n Свободное программное исправления использования другими. широкий спектр программных обеспечение решений, в которых права пользователя на неограниченные n Открытое программное установку, запуск, а также свободное обеспечение использование, изучение, распространение и изменение программ защищены юридически авторскими правами при помощи свободных лицензий.
3. ПО «ПЛАТНОСТИ» : 1. Покупное ПО 2. Условно-бесплатное (shareware) ПО – ) ПО распространяются бесплатно, но обычно имеют некоторые ограничения или по функциям, или по времени использования (например, только 30 запусков или в течение месяца, а для дальнейшего использования необходимо заплатить деньги); обычно служат рекламным целям 3. Бесплатное ПО – большая часть распространяется Бесплатное ПО через Интернет; иногда это недоработанные версии платных программ с целью их тестирования (альфа- и бета-версии); дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки.
2. Системное программное обеспечение: a) Структура системного ПО Системное ПО Базовое Сервисное Операционные системы Антивирусные программы Операционные оболочки Программыархиваторы Драйверы Программы диагностики работоспособности ПК Программы обслуживания дисков
Базовое системное ПО - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. n n n Операционная система - набор системных программ, предназначенных для управления всеми устройствами ПК, а также организации взаимодействия компьютера и пользователя. Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для повышения удобства управления работой операционных систем (Например, файловые менеджеры). Драйверы – программы, управляющие работой внешних (периферийных) и встроенных устройств компьютера.
Сервисное системное ПО – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового ПО и организуют более удобную среду работы пользователя. Эти программы часто называют утилиты (англ. utility или tool) – служат для выполнения вспомогательных операций обработки данных и/или обслуживания ПК.
Антивирусные программы - обеспечивают защиту n компьютера, обнаружение и восстановление зараженных вирусами файлов; n. Программы обслуживания дисков – обеспечивают проверку качества поверхности диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, восстановление информации на диске, диагностику оптимизации использования дискового пространства (Partition Magic, Test Disk, Direct Disk и др. ); n. Программы- архиваторы - обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для её хранения; Программы диагностики работоспособности ПК n – тестирование аппаратных и программных средств (Check. It Diagnostics, Speed. Fan, Эверест и др. ).
2. b) Операционная система (ОС) – первая и самая главная программа, благодаря которой становится возможным общение между компьютером и человеком. Она хранится на жёстком диске в виде системных файлов, а после включения питания автоматически переписывается (загружается) в оперативную память, где остаётся всё время, пока работает компьютер. Каждая ОС состоит из трёх обязательных частей: Ядро - «переводчик» с программного языка на язык машинных кодов. Специализированные программы – служат для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера (это драйверы устройств, системные библиотеки и т. д. ). Интерфейс - удобная оболочка, с которой общается пользователь.
Существуют 2 основные разновидности пользовательского интерфейса ОС: n n Текстовый интерфейс (состоит только из символов, команды прописываются с клавиатуры в командной строке). Например, ОС MS-DOS. Графический интерфейс (элементы управления, исполнены в виде графических изображений) Например, ОС Windows.
ОС для ПК можно классифицировать следующим образом: n n n По числу одновременно выполняемых процессов - однозадачные и многозадачные; По количеству пользователей одновременно обслуживаемых ОС - однопользовательские и многопользовательские; По разрядности - 16 -разрядные и 32 разрядные; По назначению - для домашнего использования и для управления компьютерными сетями; По типу пользовательского интерфейса По типу используемой вычислительной системы – одно- и многопроцессорные, сетевые, распределённые.
Компоненты ОС: 1. Базовая система ввода-вывода (BIOS) - является встроенной в компьютер (ПЗУ). Начинает работать при включении электропитания. Содержит тестирующую программу, которая сначала осуществляет проверку работы основных устройств ПК. На втором этапе тестирования BIOS выводит на экран сведения о готовности оперативной памяти, наличии клавиатуры, жёстких дисков и других внешних устройств. Далее BIOS вызывает блок начальной загрузки. 2. Блок начальной загрузки (Boot Record) – это очень короткая программа, функция которой заключается в считывании в ОЗУ системных файлов ядра ОС (модуль расширения и модуль прерываний), инициирует процесс загрузки. Хранится в первом секторе каждого диска с ОС.
3. 4. 5. 6. 7. 8. Системные файлы ядра ОС – модуль расширения базовой системы ввода/вывода даёт возможность использовать драйверы дополнительных устройств. Модуль прерываний выполняет основные высокоуровневые услуги. Командный процессор – обрабатывает команды пользователя. Внутренние команды выполняет сам. Для выполнения внешних команд загружает необходимую утилиту. Файл конфигурации config. sys – задаёт параметры начальной настройки системы, содержит список программ управляющих внешними устройствами. Файл автоматического запуска Autoexec. bat – включает в себя команды запуска некоторых программ. Драйверы устройств – копируются в ОЗУ при загрузке ОС, их имена указываются в специальном файле config. sys. Утилиты – небольшие вспомогательные программы, предназначенные для обслуживания и улучшения работы компьютера. Поставляются вместе с ОС в виде отдельных файлов.
Поэтапная загрузка ОС
2 c) ОC корпорации Microsoft n DOS (Disk Operating System - Дисковая операционная система) 16 -разрядная однозадачная операционная система с текстовым интерфейсом. Была создана в 1981 году и, в ходе её развития, было выпущено 8 крупных версий и два десятка промежуточных, пока в 2000 году Microsoft не прекратила её разработку. DOS продолжала служить загрузчиком для Windows 95, W 98 и WMe.
§Windows (Окна) Многозадачная ОС с графическим интерфейсом, унифицированным для всех программ. Преимущества Windows: Единый пользовательский интерфейс (унифицирован для всех программ) n Многозадачность (одновременное выполнение нескольких программ, переключение с одной задачи на другую, управление приоритетами выполняемых программ) n Средства обмена данными: n буфер обмена (одна программа помещает данные, другая использует) n динамический обмен (одна программа использует данные созданные другой программой и сохраняет в другом формате) n механизм связи и внедрения объектов n Поддержка масштабируемых шрифтов n Удобство поддержки устройств (достаточно установить драйвер любого устройства) n Поддержка мультимедиа В настоящее время под управлением ОС семейства Windows работает около 90 % российских ПК. n
Версии Windows: n Windows 3. 1/3. 11 Фактически она представляла собой лишь графическую оболочку, надстройку над установленным на компьютере комплектом MS-DOS. Полноценный графический интерфейс позволял пользователю отдавать команды простым щелчком мыши. n Windows NT (Windows New Technology) Первая версия 32 -разрядной Windows NT появилась в 1993 г. С самого начала она создавалась как сверхстабильная, надёжная система, рассчитанная на работу в локальных сетях.
n Windows 95 Вышла в августе 1995 г. с невиданной рекламной шумихой. Впервые Windows превратилась из графической надстройки для DOS в полноценную ОС. n Windows 98 Полностью интегрирована со средой Интернет, т. е. стёрта разница между файлами и папками на вашем компьютере и объектами Всемирной Информационной Паутины (World Wide Web). n Windows 2000 Стабильное, полностью 32 -разрядное ядро Windows NT одетое в удобную оболочку Windows 98. Унаследовала защищённость, отличные сетевые возможности и сервисы NT, стала белее удобна для домашнего использования. n Windows ME (Millennium Edition) Windows ME стала первой ОС для домашних ПК, отказавшаяся от поддержки режима MS DOS и ряда программ для него.
§ Windows XP (Whistler) «experience» Первая ОС Microsoft с полностью настраиваемым интерфейсом. n Windows Vista Обновлена подсистема управления памятью и вводом-выводом. Новой функциональностью также является «Гибридный спящий режим» или режим «гибернации» , при использовании которого содержимое оперативной памяти дополнительно записывается на жёсткий диск, но и из памяти также не удаляется. n Windows 7 ОС обладает поддержкой мультитач-управления. Большинство из драйверов определяются автоматически. n Windows 8 В этой ОС планируется уделить внимание системе распознавания голоса и голосовому управлению. Одним из новшеств будет система распознавания лица пользователей посредством веб-камеры. Эта система сможет самостоятельно переводить ПК в разные режимы энергопотребления в зависимости от того, находится ли пользователь перед веб-камерой или нет. В Windows 8 отсутствует программная кнопка «Пуск» и классическое меню.
n Windows СЕ Предназначена для установки на «карманные» компьютеры (palmtop). n Windows Mobile Мобильная ОС, разработанная Microsoft для собственных аппаратных платформ Pocket PC (коммуникатор) и Smartphone. В настоящее время переживает постепенный отказ от поддержки и разработки. Текущая версия — Windows Mobile 6. 5 — основана на Windows CE 5. 2. n Windows Phone Мобильная ОС, являющаяся преемником Windows Mobile, но несовместима с ней. В ОС использован новый интерфейс под названием «Metro» , интегрированы социальные сети и сервисы Microsoft — Zune и Xbox Live.
2 d) К альтернативным ОС можно отнести: PC-DOS 2000 (фирма IBM) имеет усовершенствованную систему оптимизации памяти и сжатия дисков. PC-DOS 2000 весьма популярна в ряде консервативных стран Западной Европы. n Mac. OS (фирма Apple) предназначена для компьютеров Macintosh. Первая OC, предложившая пользователю удобства графического интерфейса. Mac. OS стабильная, удобная, рационально использует ресурсы компьютера. n Be. OS (фирма Be Inc. ) – устойчивая, многозадачная. Низкие требования к аппаратной платформе ПК. Be. OS работает быстрее Windows. Уживается с другими операционными системами. n OC UNIX – многозадачная, многопользовательская, 32 -разрядная система, одно из высших достижений в мире системного программного обеспечения. Главным аспектом UNIX является управление большой компьютерной сетью. Проект UNIX объединяет десятки различных ОС, созданных для своих компьютеров различными фирмами (напр. Linux, XENIX). n
3. Прикладное программное обеспечение (ППО): ППО предназначено для того, чтобы обеспечить применение ВТ в различных сферах деятельности человека, а также для решения задач конкретного пользователя. В состав ППО входят пакеты прикладных программ (ППП) различного назначения и рабочие программы пользователя. ППП – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определённого класса. Различают следующие группы ППО: 1. общего назначения, 2. специального назначения, 3. профессионального уровня.
3 а) ППО общего назначения – универсальные программные продукты. К этой группе ППО относятся: 1. Текстовые редакторы и процессоры n Текстовые редакторы – программы, ориентированные на работу с простым текстом. В результате создаются файлы, содержащие только текстовые символы (Блокнот, BRED и др. ). n Текстовые процессоры – программы, позволяющие форматировать текст, внедрять в него различные объекты: рисунки, таблицы, формулы и т. д. ; а также имеющие в своём составе расширенный набор функций для работы с документами: шаблоны, поиск синонимов и т. д. (MS WORD, Writer и др. ).
2. Электронные таблицы - программы обработки числовых данных, которые хранятся и обрабатываются в прямоугольных таблицах (MS Excel, Open. Office Calc и др. ). 3. Системы управления базами данных (СУБД) - специализированные программы, предназначенные для создания, ведения и обработки баз данных (MS Access, Paradox, Fox. Pro и др. ). База данных (БД) - файл специального формата, который содержит совокупность структурированной информации на определённую тему, предназначенный для длительного хранения во внешней памяти компьютера.
4. ПО для работы в компьютерных сетях – средства доступа и навигации – браузеры (MS Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др. ), почтовые программы для электронной почты (MS Outlook Express, The Bat! и др. ). 5. Графические редакторы (ГР) – программы, предназначенные для создания и обработки графических изображений с помощью компьютера. Растровые ГР: Paint, Adobe Photoshop, GIMP и др. Векторные ГР: Corel Draw, Auto. CAD и др. Фрактальные ГР: Art Dabbler, Ultra Fractal, Mystical и др. ГР трёхмерной графики: 3 D Studio Max, Softimage 3 D, Maya и др. 6. Программы создания презентаций – электронные программы подготовки и демонстрации слайдов на экране компьютера (MS Power Point).
7. Звуковые редакторы – программы, предназначенные для редактирования музыкальных файлов и оцифрованного звука (Audacity, Adobe Audition, Sound Forge 9 и др. ). 8. Видео редакторы – программы, работающие с оцифрованным видео: осуществляют покадровый просмотр, редактирование и добавление видеоэффектов, монтаж и озвучивание видеоинформации (Vstudio 2, Adobe. Premier, Morph. Man и др. ). 9. Мультимедийные редакторы – программы, позволяющие работать с информацией различной природы (текстовой, графической, звуковой, видео) и соединять её в мультимедийный продукт (MS Movie Maker и др. ).
10. Программы автоматического распознавания текстов Основным методом перевода бумажных документов в электронную форму является сканирование. Сканирование — это технологический процесс, в результате которого создается графический образ бумажного документа.
Распознавание текста происходит путем сравнения обнаруженных конфигураций точек со стандартным образцом (эталоном, хранящимся в памяти компьютера). Программы распознавания текстов должны выполнять следующие операции: 1. Сканирование 2. Сегментация 3. Распознавание; 4. Проверка орфографии 5. Сохранение Наиболее широко известна и распространена программа Fine Reader (АВВУУ), способная распознавать текст, напечатанный на русском языке.
11. Интегрированные ППП – объединяют в себе различные программные компоненты ППО общего назначения (Microsoft Office, Open Office). 3 b) ППО специального назначения – подразделяется на следующие группы программ: n n n Методо-ориентированное ПО, в основе которого реализованы экономико-математические методы решения задач (ППП математического программирования, сетевого планирования и управления, математической статистики и др. ). Проблемно-ориентированное ПО, предназначенное для решения задач в конкретной функциональной области (ПО промышленной сферы, бухгалтерского учёта, финансового менеджмента, справочные правовые системы и др. ). ПО для организации (администрирования) вычислительного процесса
3 c) ППО профессионального уровня – предназначено для использования узкими специалистами (системы автоматизированного проектирования, автоматизированные системы управления и др. )
4. Инструментальное программное обеспечение Системы программирования – это комплекс программирования инструментальных программных средств, предназначенный для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов. Системы программирования различаются прежде всего по тому, какой язык программирования они реализуют. Язык программирования – специально программирования разработанный искусственный язык, предназначенный исключительно для записи алгоритмов, исполнение которых поручается ЭВМ. Языки программирования бывают высокого и низкого уровней.
Языки программирования низкого уровня – это машинно-ориентированные языки, т. к. команды языка близки к машинному коду и ориентированы на структуру процессора. К языкам низкого уровня относятся: Автокод и Ассемблер. Языки программирования высокого уровня – это машинно-независимые языки, т. к. команды языка близки к естественным языкам и не учитывают особенности конкретной структуры процессора. Поэтому в их состав обязательно входит трансляционная программа (интерпретатор или компилятор). К языкам высокого уровня относятся: Фортран, Бейсик, Ада, С++, Delphi, Паскаль и сотни других.
Системы программирования обычно содержат: n n Текстовый редактор - запись и редактирование исходного текста программы; Транслятор – перевод исходного текста программы в машинный код; Редактор связей и библиотеки подпрограмм (функции, процедуры) - связывание необходимых подпрограмм и формирование работоспособного приложения; Отладчик - исправление в программе ошибок и тщательное её тестирование.
К О Н Е Ц
Скачать презентацию Лекция 4 Программное обеспечение информационных технологий
8116f6ebe6a675f080f0de0762ce11a5.ppt