Программные средства реализации информационных процессов. Программные средства и их классификация

Программные средства и их классификация. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения знаний человечества. Все эти знания сосредоточены в выполняемых программах, от которых зависит и сфера применения конкретного компьютера. Вся совокупность системных программ образует ту программную среду, в которой «живет» компьютер. И чем богаче эта среда, чем активнее она пополняется новыми программами, тем более притягательной делается работа с компьютером, особенно когда в программную среду включаются программы, обеспечивающие пользователю условия для релаксации и переключения внимания.

К сожалению, в программную среду могут входить и программы, нарушающие ее деятельность. Это всевозможные программы для несанкционированного доступа к данным и программам, компьютерные вирусы и другие программные средства.

ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА (SOFTWARE) – совокупность программ, выполняемых, компьютером, а также вся область деятельности по проектированию и разработке программного обеспечения. Программные средства — неотъемлемая часть компьютерной системы. они являются логическим продолжением технических средств.

Программы — особый вид информации в виде двоичных кодов, воспринимаемых процессором как команды к выполнению каких-либо действий).

Файлы программ, вместе с файлами других типов хранятся на накопителях информации, при запуске программы считываются с нх в оперативную память (загружаются), а по окончании работы большинство программ удаляются из оперативной памяти.

Программы, которые остаются в оперативной памяти после загрузки на все время работы компьютера называются резидентными.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Программные средства можно разделить на уровни, взаимодействующие между собой таким образом, что каждый последующий уровень программного обеспечения опирается на предыдущий, повышая функциональность всей системы. Базовый уровень программного обеспечения.

Базовый уровень является низшим уровнем программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации.

Системный уровень — является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером. Пользовательский интерфейс — это совокупность программных средств для взаимодействия пользователя с компьютером и периферийными устройствами.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Наличие ядра операционной системы — это первое условие для возможности практической работы пользователя с вычислительной системой. Ядро операционной системы выполняет такие функции, как управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.

Служебный уровень. Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами называются драйверами. Существуют драйверы памяти, дисплея, клавиатуры, принтера и других устройств.

Другой класс системных программ отвечает за взаимодействие с пользователем и разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Эти системные программы называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса (программы – оболочки). От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда пользователя. Программы-оболочки — это программы, обеспечивающие более удобный и наглядный способ общения с ПК, чем ОС. Программы-оболочки не заменяют ОС, а дополняют ее. Например, Norton Commander, DOS-Navigator, Norton Navigator.

Операционные системы — это комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами ПК и составляет ядро "универсальной вычислительной машины — компьютера". ОС управляет всеми процессами внутри компьютера; управляет обменом между компьютером и подключенными к нему периферийными устройствами, такими, как принтер, дисплей, дисководы и винчестер и т.д.; обеспечивает возможность общения между прикладными программами и модулями аппаратуры; служит в качестве посредника между компьютером и пользователем. Или иными словами: ОС — резидентная программа, автоматически запускающаяся после включения питания, управляющая работой всех устройств компьютера, осуществляющая диалог пользователем, запускающая на выполнение другие программы.

Примеры операционных систем: MS DOS, MS Windows 95/98/NT/2000/Professional, UNIX.

Без ОС работа на компьютере не возможна. Как уже отмечалось, если операционная система не создает пользователю удобных условий работы, между ней и человеком возможно существование еще одного посредника — программы- оболочки:

Назначение ОС состоит также в том, чтобы скрыть от пользователя ненужные ему подробности работы. На самом деле любая команда пользователя состоит из десятков и сотен мелких команд. Например, чтобы считать с диска файл нужно включить двигатель, вращающий диск, повернуть диск, включить двигатель, перемещающий головку, переместить ее к нужному сектору диска, опустить ее на диск, и т.д. понятно, что пользователю знать всех этих и других подробностей не нужно. Эти функции берет на себя операционная система.

ОС MS-DOS и WINDOWS «ХХ» состоят из двух чстей первая — базовая система ввода и вывода — BIOS (англ. Basic Input-Output System) размещается в постоянном запоминающем устройстве, встроенное в компьютер программное обеспечение, которое ему доступно без обращения к диску, вторая — основная часть ОС представляет собой набор файлов, находящихся на одном из дисков, называемом системным. BIOS обеспечивает считывание с диска основной части ОС. Действительно, после включения питания компьютер должен "знать", что ему делать дальше. Эта информация и записана в BIOS. В частности, там содержатся команды по считыванию с диска остальной части операционной системы. Если бы вся операционная система была записана на диске, ее невозможно было бы оттуда считать, загрузить в оперативную память, а значит и запустить компьютер. Т.к. операционная система сама и обеспечивает работу с устройствами компьютера, включая диски, то значит и обеспечивает считывание информации с них. Размещение операционной системы на диске целиком было бы похоже на следующую ситуацию: сейф захлопнут, а ключи от него остались внутри. Очевидно, ключи от сейфа нужно оставить снаружи. Их роль и играет BIOS.

Почему же операционная система не размещается в постоянном запоминающем устройстве целиком? Операционные системы, особенно последние разработки, достаточно громоздкие программы. Их размещение в постоянном запоминающем устройстве целиком привело бы к необходимости увеличения объема ПЗУ и, следовательно, к удорожанию компьютера. Кстати в компьютерах Macintosh фирмы Apple сделано именно так.

Сетевые системы — программы обеспечивающие работу компьютерных сетей. К этому же классу программ можно отнести и интернетовские браузеры. Примеры: Netscape Navigator, MS Internet Explorer.

Служебный уровень. Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.