Назначение и классификация ПО ЭВМ.

Под программным обеспечением ЭВМ понимают совокупность программ, процедур и правил вместе со связанной с этими компонентами документацией, позволяющих использовать ЭВМ для решения задач.

Необходимость использования ПО обуславливается следующими обстоятельствами:

1. Обеспечить работоспособность ЭВМ, так как без ПО ЭВМ не сможет осуществить никаких вычислительных и логических операций.

2. Улучшить взаимодействие пользователя с ЭВМ.

3. Сократить цикл от постановки задачи до получения результата и её решение на ЭВМ.

4. Повысить эффективность использования ресурсов ЭВМ.

ПО в ЭВМ позволяет усовершенствовать работу вычислительной системы с целью максимального использования её возможностей, повысить производительность и качество труда пользователя. Адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы и расширить ПО конкретной вычислительной системы.

Максимальное использование возможности вычислительной системы достигается:

за счёт выделения каждому пользователю или задаче минимально необходимых ресурсов для своевременного и качественного решения его задач

за счёт подключения к ресурсам вычислительной системы большого числа пользователей (в том числе и удалённых);

путём перераспределения ресурсов различными пользователями и задачами в зависимости от состояния системы и запросов на обработку.

Повышение производительности и качества труда пользователей происходит за счёт автоматизации процедур расчётного и оформительского характера, реализуемых с помощью разнообразных средств программирования (алгоритмических языков, пакетов прикладных программ) и удобных устройств ввода, вывода информации. Адаптируемость программ пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы обеспечивается тем, что оперативная система содержит средства обслуживания большого диапазона машинных конфигураций. Операционная система позволяет создавать и легко настраивать существующие программы на различные устройства ввода вывода. Расширение существующего ПО предполагает наличие следующих возможностей:

- создание пользователя собственных программ и пакетов, реализующих как конкретные расчётные задачи, так и процессы управления отдельными устройствами и всей вычислительной системы в целом;

- дополнение существующего ПО программами, позволяющими расширить возможности операционной системы, работать с новыми типами внешних устройств, новыми вычислительными системами (компьютерами) в новых областях применения.

В зависимости от функции применяемых различными элементами ПО можно разделить на две группы: системные (общие) и прикладная (специальная).

Рис. Классификация ПО ЭВМ.

К системному ПО относятся программы, описания и инструкции, предназначенные для автоматизации трудоёмких технологических этапов разработки алгоритмов и программ, для организации и контроля вычислительного процесса, а также для управления распределения ресурсов во время функционирования вычислительных систем.

Прикладное ПО представляет собой совокупность программ решения задач из различных сфер человеческой деятельности.

Операционная система (ОС) представляет собой часть ПО, которая предназначена для управления процессом обработки программ пользователей от момента их поступления в систему до выдачи результатов, а также для распределения ресурсов вычислительной системы между отдельными программами и пользователями.

Операционная оболочка представляет собой программу надстройку к ОС, обеспечивающую доступ пользователя к командам и ресурсом ОС посредствам более удобного интерфейса и реализующую дополнительные функции распределения ресурсов вычислительной системы управления файлами.

Системные утилиты – это программы, расширяющие возможности ОС и ОО в плане подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами контроля.

Средства контроля – совокупность программно аппаратных средств ЭВМ для обнаружения ошибок в процессе работы компьютера. Они предназначены для проверки работоспособности отдельных узлов, блоков и всей машины в целом. Средства контроля можно разделить на средства диагностики ЭВМ: программно-логический контроль ЭВМ, тестовый контроль, аппаратный контроль и программно-аппаратный контроль. Здесь средства диагностики обеспечивают автоматический поиск ошибки и выявления неисправностей с определённой локализацией их в ЭВМ и её отдельных модулях.

а) Программно-логический контроль основан на использовании избыточного кода исходных и промежуточных данных ЭВМ (дополнительный разряд при контроле на чётность и нечётность, код Хеминга), что позволяет находить ошибки при изменении значения различных битов данных;

б) Тестовый контроль осуществляется с помощью различных тестов для проверки правильности работы ЭВМ и её частей;

в) Аппаратный контроль осуществляется автоматически с помощью встречного в ЭВМ оборудования;

г) Программно-аппаратный контроль включает программный и аппаратный контроль.

Системы программирования содержат программные средства, предназначенные для реализации определённых алгоритмов в виде некоторой последовательности распознаваемых компьютером инструкций, кодов, команд. Система программирования включает систему команд процессора, периферийных устройств, трансляторы, компиляторы и интерпретаторы различных языков программирования. По степени зависимости исходного программного кода от конкретной вычислительной системы различают:

- машинные коды;

- машинно-зависимые;

- машинно-независимые коды средства программирования.

При этом под средством программирования понимаются как алгоритмический язык, определяющий синтаксис набора инструкции, так и программы преобразований этих инструкций в машинные коды.

К машинно-зависимым программным средствам относятся языки типа ассемблера, в основу которых положен машинно-ориентированный алгоритмический язык.

Машинно-независимые программные средства строятся на основе алгоритмических языков высокого уровня и предназначены для автоматизации процесса программирования, снижения трудоёмкости разработки программ и повышения их надёжности.

ППО состоит из прикладных программ пользователя и ППП.

ППП делятся на проблемно-ориентированные, интегрированные пакеты общего назначения.

Отличительная черта проблемно-ориентируемых – узкая направленность на определённый круг решаемых задач и большое многообразие.

Интегрированные ППП включают инструментальные средства, каждое из которых по функциональным вычислительным способностям равносильно проблемно-ориентируемой программы. Область применения интегрированных пакетов – экономическая сфера. Структура интегрируемых пакетов: модуль управления, который обеспечивает переключение между приложениями, и бесконфликтное использование общих данных.

ПП пользователя создаются пользователем с использованием средств программирования, имеющихся в его распоряжении в составе конкретной вычислительной среды. В этом случае создание и отладка программ осуществляется каждым пользователем индивидуально в соответствии с правилами и соглашениями того ППП или ОС, в рамках которого они применяются.