Структура программного обеспечения современного персонального компьютера

Введение
Программное обеспечение – это совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации.
Существует и другое, более простое определение, согласно которому программное обеспечение представляет собой совокупность компьютерных инструкций. Оно охватывает программы, подпрограммы (разделы программы) и данные. Тем самым, программное обеспечение указывает компьютеру, что делать, как, когда, в какой последовательности и как часто. Нередко программное обеспечение называют просто программой.
Компьютерные программы состоят из перечней команд, которые заставляют компьютер выполнять нужную работу. Компьютер должен получать исчерпывающие конкретные команды. Часто компьютерные программы имеют вид стенограммы.
Надежность программного обеспечения - способность программного продукта безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью. Степень надежности характеризуется вероятностью работы программного продукта без отказа в течение определенного периода времени.
1. Общее понятие ПО для ПК
Персональный компьютер, как известно, является универсальным устройством для обработки информации. Персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций – программу, как надо обрабатывать информацию.
Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, дизайнера или ученого, писателя или агронома. Кроме того, тенденция понижения стоимости компьютерной техники при одновременном росте ее производительности привела к тому, что компьютеры становятся предметом домашнего обихода, как, например, телевизор или холодильник, что расширяет сферу применения ПК еще больше. Соответственно, требуется все более разнообразное программное обеспечение для решения задач в новых областях применения ПК. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам программного обеспечения все больше возможностей для максимально полного удовлетворения запросов конечных потребителей. Это и ставший стандартом графический интерфейс для любого ПО, и внедренные возможности для отправки документов и данных с помощью Интернет непосредственно из прикладной программы (Microsoft Word 97, Exel 97, Access 97 и др.), и возможность использования компьютера как хранилища информации благодаря появлению новых видов накопителей большой емкости и малым временем доступа к данным, а также многие другие возможности и сервисные функции.
При своем выполнении программы могут использовать различные устройства для ввода и вывода данных, подобно тому, как человеческий мозг пользуется органами чувств для получения и передачи информации. Сам по себе ПК не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на нем программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» означает ровно то, что на ПК была выполнена программа, которая позволила выполнить соответствующее действие.
В настоящее время весь комплекс ПО делится на системные и пользовательские программы. Системное программное обеспечение выполняет функции «организатора» всех частей ПК, а также подключенных к нему внешних устройств. Программы для пользователей служат для выполнения каких – либо конкретных задач во всех сферах человеческой деятельности.
2. Структура программного обеспечения ПК
Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.
Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:
1. Системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
2. Прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
3. Инструментальное ПО (системы программирования),

Рисунок 1 – Программное обеспечение (ПО)
Системное ПО.
Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.
Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п. обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.
К системному ПО относятся:
– операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера);
– программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander);
– операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и т.д.
– драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера);
– утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг).
К утилитам относятся:
– диспетчеры файлов или файловые менеджеры средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия);
– средства просмотра и воспроизведения средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков средства коммуникаций (коммуникационные программы);
– предназначены для организации обмена информацией между компьютерами средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).
Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно. 01.09.2015.
Прикладное ПО.
Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.
Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
К прикладному ПО, например, относятся:
– Комплект офисных приложений MS OFFICE;
– Бухгалтерские системы;
– Финансовые аналитические системы;
– Интегрированные пакеты делопроизводства;
– CAD – системы (системы автоматизированного проектирования);
– Редакторы HTML или Web – редакторы.
Инструментальное ПО
Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
2. Компилятор или интерпретатор.Исходный текст с помощью программы- компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ.
4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:
– Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задач;
– Microsoft Visual Basic;
– Microsoft Visual C++.
3. Принцип действия операционной системы
Операционная система (ОС) ЭВМ, - программа или комплекс программ, постоянно находящихся в памяти ЭВМ; организует общее управление устройствами машины и ее взаимодействие с пользователем. Обеспечивает запуск и работу всех остальных программ.
В частности, ОС выполняет: управление памятью, вводом-выводом, файловой системой, взаимодействием процессов; диспетчеризацию процессов; защиту и учет использования ресурсов. Часто она включает в себя значительную часть специализированных сервисных или вспомогательных программ.
Операционная система загружается непосредственно при включении компьютера, перестает работать только после его выключения. Она осуществляет диалог с оператором или пользователем и организует эффективное взаимодействие (интерфейс) других (в том числе прикладных) программ со всеми узлами ЭВМ. Операционные системы могут создаваться как для конкретных ЭВМ, так и для ЭВМ определенных типов или классов. В последнем случае соответствующие ОС называются стандартными. Например, MS DOS (Microsoft System Disk Operating System) корпорации Microsoft и PTS DOS компании Физтех-софт ориентированы на IBM-совместимые ПК; Mac OS фирмы Apple -- на ПК Macintosh; ОС Unix фирмы Bell Labs -- является стандартной для ЭВМ разных классов, выполняющих функции серверов и рабочих станций, но используется также на портативных ПК и больших стационарных ЭВМ.Одним из свойств операционной системы и ЭВМ является многозадачность , при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за определенный период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ.
Многопользовательская система позволяет нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом пользователи не замечают задержек исполнения команд. Примерами многопользовательских систем могут служить операционные системы Windows, Netware, Unix.
REAL/32 -- многопользовательская многозадачная операционная система реального времени. В этой системе каждый терминал, состоящий из монитора и клавиатуры, предоставляет пользователю возможности максимально простого ПК. Эта система выступает альтернативой локальным сетям, состоящим из множества персональных компьютеров.
Однопользовательская система (one user system) -- вычислительная система или ее часть (например, операционная система), не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS американской фирмы Microsoft и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM.
Сетевая операционная система (Network Operating System, NOS) -- операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT, Windows 2000, Netware, Unix, Linux.
Сейчас используются 4 типа ОС:
– ОС-10 - для моделей ЕС-1010;
– МОС (малая) - для моделей ЕС-1021;
– ДОС ЕС (дисковая) - для всех других моделей ЕС ЭВМ в малой конфигурации;
– ОС ЕС - для тех же моделей, что и для ДОС ЕС, но в средней и расширенной конфигурации;
Структуру ОС можно разделить на несколько групп:
– Программы начального запуска машины, первоначальный ввод информации в оперативную память, настройка ЭВМ.
– Программы управления данными.
– Программы управления задачами.
– Обслуживающие и обрабатывающие программы.
Так же в состав ОС входят средства, которые снижают трудоёмкость подготовительного процесса при решении задач. Это система автоматизации программирования (САП). Она включает в себя такие компоненты, как:
1. Алгоритмические языки программирования;
2. трансляторы;
3. интерпретирующие и компилирующие системы;
4. пакеты стандартных программ;
5. программы сервиса.
Значительной частью СПО является пакет прикладных программ (ППП). ППП - это комплекс программ, необходимых для решения определённой задачи. Они обязаны удовлетворять требования ОС, под управлением которых они работают.
Сейчас современные ППП разрабатывают как программные системы. Каждый пакет состоит из: набор обрабатывающих программных модулей (тело пакета), предназначенных непосредственно для решения задачи пользователем; управляющая программа пакета (управление обработкой данных). При запросе на решение задачи эта программа формирует из обрабатывающих модулей рабочую обрабатывающую программу; комплекс обслуживающих программ (вспомогательные функции);средства для обеспечения создания пакета.
Ещё одной функцией ППП является расширение возможностей ОС при подключении новых устройств.
ЗаключениеПрограммное обеспечение - это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение делится на системное (общее), прикладное (специальное) и инструментальное.
Весь спектр программного обеспечения персонального компьютера просто неиссякаем. Каждые полчаса в мире появляются всё новые и новые программы. Какие-то из них останутся неизвестными, какие-то получат мировое признание.Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов-одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие ПО, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами – производителями. Помимо этого, создание новых программ влёчёт за собой развитие новых комплектующих, способных полностью покрыть все требования программы, необходимые для нормального её функционирования.
Список литературы
1. Аглицкий, Д.С. Персональный компьютер и Windows для всех / Д.С. Аглицкий, С.А. Любченко. - М.: Машиностроение, 1995. - 240 c.;
2. Боув, Т. Настольная издательская система PAGEMAKER для персонального компьютера / Т. Боув, Ч. Родс. - М.: ИЛ, 1991. - 192 c.;
3. Брезгунова, И. В. Аппаратные и программные средства персонального компьютера. Операционная система Microsoft Windows XP / И.В. Брезгунова, Е.В. Шакель. - М.: РИВШ, 2011. - 164 c.;
4. Васильева, В. Персональный компьютер. Быстрый старт / В. Васильева. - М.: BHV - Санкт - Петербург, 2001. - 480 c.;
5. Гелль Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс / Гелль, Патрик. - М.: Гостехиздат, 2001. - 144 c.;
6. Глушаков, С.В. Персональный компьютер / С.В. Глушаков, А.С. Сурядный. - М.: Харьков: Фолио; Издание 5-е, перераб. и доп., 2004. - 500 c.
7. Грайс, Д. Графические средства персонального компьютера / Д. Грайс. - М.: Наука, 1989. - 376 c.