Классификация программного обеспечения. Структура данных.

Классификация программного обеспечения.Программное обеспечение (ПО) является необходимой составной частью любой ЭВМ. В состав ПО персональных компьютеров входят как универсальные средства, так и прикладные программы, ориентированные на отдельные проблемные области.

В настоящее время для разных типов ПЭВМ разработано несколько десятков тысяч программ, которые могут быть разделены на следующие основные классы:

- операционные системы,

- системные программы;

- прикладные программы.

- базовые программные средства;

-драйверы устройств;

- служебные программы.

Операционная система (ОС) — неотъемлемая часть программного обеспечения компьютера, управляющая все­ми его аппаратными компонентами.

Функции операционной системы компьютера:

· обслуживание файловой системы: навигация по файловой системе, создание файлов и каталогов; копирование файлов и каталогов; удаление, поиск; открытие файлов и исполнение программных файлов.

· Аппаратно-программный интерфейс;

· Программно-аппаратный интерфейс;

· Программно-программный интерфейс;

· Интерфейс пользователя;

· Управление заданиями;

· Управление памятью;

· Диагностика и обслуживание компьютера.

Категории программного обеспечения:

· Коммерческое программное обеспечение;

· Условно-бесплатное программное обеспечение;

· Программное обеспечение свободного доступа;

· Общественное достояние.

Основные виды прикладных программ:

· Текстовые редакторы;

· Текстовые процессоры;

· Графические редакторы;

· Трехмерные аниматоры;

· Электронные таблицы;

· Редактор HTML

· Обозреватели;

· Музыкальные редакторы;

· Настольные издательские системы;

· Система автоматического проектирования (CAD – системы);

· Системы управления базами данных;

· Экспертные системы;

· Бухгалтерские системы;

· Биржевые аналитические системы;

· Геоинформационные системы.

Системные программы.Эти системы обычно включают компилятор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языке программирования высокого уровня, редактор текстов программ, библиотеки полезных подпрограмм, отладчики, а иногда и различные вспомогательные программы.

Для популярных языков программирования IBM PC – в совместимых компьютерах (Си, Си + +, Паскаль, Бейсик, Фортран и другие) имеется множество систем программирования позволяющих создавать программы, работающие в среде DOS, WINDOWS, WINDOWS 95 и другие.

Особым классом систем программирования являются системы для создания приложений типа клиент – сервер. Эти системы позволяют работать с самыми различными системами управления базами данных.

Прикладные программы.Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

· подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;

· обработки табличных данных – табличные процессоры;

· подготовки документов типографского качества – издательские системы;

· обработки массивов информации – системы управления базами данных и т. д.;

· программы экономического назначения – бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;

· программы для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;

· системы автоматизированного проектирования - программы для статистического анализа данных;

· компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т. д.

Редакторы документов – это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Редакторы документов позволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы, позволяют делать сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т. д.

Табличные процессоры. Современные табличные процессоры поддерживают трехмерные таблицы, позволяют создавать собственные входные и выходные формы, использовать средства автоматизации макрокоманды, связь с базами данных и т.д.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяет управлять большими информационными массивами- базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации. Более сложные СУБД поддерживают несколько массивов информации и связи между ними.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ. Некоторые редакторы обеспечивают возможность получения изображений трёхмерных объектов, профессиональные средства цветообработки и т.д.

Интегрированные системы сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы графики и другие возможности.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятия.

Структура данных.

Опр. Файл — это хранящаяся на диске однородная по своему назна­чению и имеющая имя совокупность информации.

Правила образования имени файла и объединения их в файло­вые системы связаны с операционной системой, базовый модуль которой предназначен для работы с ними.

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Собственно имя файла содержит не более восьми символов, при этом нельзя употреблять знаки арифметических операций, пробела, отношений, пунктуации. В качестве имени (запрещены имена, совпадающие с именами, назначенными МS-DOS как имена устройств, например СОN, LРТ1, LРТ2. расширение имени состоит не более чем из трех символов и, следо­вательно, может отсутствовать. Если расширение есть, то от основ­ного имени оно отделяется точкой. Например, ris.bmp, или mart.txt, или docl.doc.

По имени файла можно судить о его назначении, так как для расширений установилось некоторое соглашение, фикси­рующее для ОС тип обработки файлов. Расширение соm (от command) или ехе (от ехесutаble) имеют файлы программ, предназначенных для исполнения по вызову пользователя; dос (document) — файлы с документом, подготовленным в текстовом редакторе Мicrosoft Word;bac (backup) — резервные копии; bas— файлы с текстами программ на языке ВАSIС.

Правило: Список имен файлов, хранящихся на данном диске, находится в каталоге (директории) вместе со сведениями об их типе, размере, времени создания. Образуется иерархическая структура каталога, «дерево» каталогов, «корнем» которого является главный (корневой) каталог, «ветки» — подкаталоги, а «листья» — это име­на файлов.

Правило: Два файла или два подкаталога, находящиеся в двух разных ка­талогах, могут иметь одинаковые имена. Поэтому для однозначной идентификации файла (каталога) на диске следует указать путь (path, маршрут) доступа к нему. Путь доступа состоит из имени диска и списка имен каталогов; первый каталог в списке является подкаталогом корневого каталога, каждый последующий является подкаталогом предыдущего, последний каталог в этом списке со' держит искомый файл. Элементы списка разделяются обратной косой чертой (\), например:

С:\QBASIC \ BASIC1 \qbasic.ехе

С: \ QBASIC \ BASIC2 \qbasic.ехе

Опр. Составное имя файла (PATHNAME) состоит, таким образом, из пути доступа к файлу и носит также название полного имени фай­ла, однозначно определяя участок на диске с таким именем.

Каталог обеспечивает поиск нужного файла на диске по его имени. На диске выделяется определенная область, в которой рас­полагается специальная таблица размещения файлов, содержащая последовательности номеров блоков для каждого файла. Эта таб­лица постоянно обновляется, а полностью стирается вместе с кор­невым каталогом при форматировании диска.

Программы-оболочки. Наглядно показывает на экране всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Программа-оболочка сама «переводит» полученные команды в язык MS-DOS .

Опр. Оболочка – это программа, которая запускается под управлением операционной системы и помогает работать с этой операционной системой.

При обращении к жесткому диску компьютер разыскивает на нем специальный пакет программ, называемый операционной системой.

Опр. Операционная системаобеспечивает взаимодействие различных программ между собой (программный интерфейс), взаимодействие программного обеспечения и аппаратного (программно- аппаратный интерфейс) и взаимодействие человека с компьютером (интерфейс пользователя). Операционные системы бывают графическими и неграфическими. В неграфических системах управление производится вводом специальных команд в командную строку с помощью клавиатуры. Графические операционные системы позволяют использовать для управления компьютером специальные манипуляторы (мышь).

Опр. Программы, написанные под управлением операционной системы, называются приложениями.

Операционная система компьютера: назначение, состав, загрузка. Режимы работы.

ОС управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Выбор ОС очень важен, от выбора ОС зависит производительность работы ПК, степень защиты данных и т.д.

Состав ОС. Структуру ОС составляют следующие модули:

· базовый модуль (ядро ОС) — управляет работой программ и фай­ловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами ме­жду периферийными устройствами;

· командный процессор — расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;

· драйверы периферийных устройств — программно обеспечива­ют согласованность работы этих устройств с процессором (каж­дое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и в различном темпе);

· дополнительные сервисные программы (утилиты) — делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером.

Загрузка ОС. Файлы, составляющие ОС, хранятся на диске, поэтому система называется дисковой операционной (ДОС).

Первый этап загрузки ОС. В системном блоке компьютера находится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, посто­янная память, RОМ—Read only Memory— память с доступом только для чтения), в котором содержатся программы тестиро­вания блоков компьютера и первого этапа загрузки ОС. Они на­чинают выполняться с первым импульсом тока при включении компьютера (это возможно, поскольку информация в RОМ хра­нится в виде электронных схем, что допускает ее сохранение и по­сле выключения компьютера, то есть она обладает свойством энергонезависимости). На этом этапе процессор обращается к дис­ку и проверяет наличие на определенном месте (в начале диска) очень небольшой программы-загрузчика. Если эта программа об­наружена, то она считывается в ОЗУ и ей передается управление.

Второй этап загрузки ОС. Программа-загрузчик, в свою оче­редь, ищет на диске базовый модуль ОС, переписывает его память и передает ему управление.

Третий этап загрузки ОС. В состав базового модуля входит основной загрузчик, который ищет остальные модули ОС и считы­вает их в ОЗУ. После окончания загрузки ОС управление передает­ся командному процессору и на экране появляется приглашение системы к вводу команд пользователя.

· Существует несколько наиболее распространенных ОС, каж­дая из которых ориентирована на определенную разрядность про­цессора (количество битов информации, обрабатываемых им за один такт), тип процессора (вернее, компьютер определенной фирмы), а также емкость ОЗУ.

· На компьютерах типа IBM PC чаще всего встречаются следующие ОС:

1. MS DOS,

2.Среда над MS-DOS - WINDOWS 3.1,

3.WINDOWS 95, WINDOWS 98/NT, UNIX, OS/2.

Литература: 1 осн. [5-27], 2 осн. [6-120 ] , 8 осн. [4-85 ], 9 доп. [10-41 ]

Контрольные вопросы:

1. Чем отличаются системные программы от прикладных программ?

2. Что такое файл? Опишите основы файловой системы?

3. Что такое иерархическая система и корневой каталог?

4. Каково назначение ОС? Из каких модулей состоит ОС?

5. Какие модули ОС при работе компьютера должны обязательно нахо­диться в оперативной памяти?

6. К чему относится операционная система? Что такое операционная система?