Тема 6. Програмне забезпечення

6.1. Загальні положення

Програмне забезпечення (ПЗ) багатофункціональне. Воно має явно виражену модульну структуру і призначене як для управляння усім ходом функціонування ПЕОМ, так і вирішення тих прикладних задач, на які орієнтовані ПЕОМ даного класу.

6.2. Класифікація програмного забезпечення

Програмне забезпечення (ПЗ) ПЕОМ можна розділити на три основні частини: системне, прикладне та спеціальне ПЗ (див. додаток 3).

6.3. Системне Програмне забезпечення (СПЗ)

Системне ПЗ призначене для управління роботою комп'ютера, розподілу його ресурсів, підтримки діалогу з користувачами, надання їм допомоги в обслуговуванні комп'ютера, а також для часткової автоматизації розробки нових програм.

Системне ПЗ — це комплекс програм, багато з яких постачаються разом з комп'ютером та документацією до неї. Системне ПЗ можна розділити на три основні частини: операційні системи (ОС), системи програмування та сервісні програми.

СПЗ дозволяє:

· підготувати до роботи (ініціалізувати) диски та дискети;

· підтримувати файлову систему;

· виводити, перевіряти і корегувати інформацію на дисках;

· копіювати програми і файли на дисках;

· редагувати програми і дані, визвані в оперативну пам’ять (ОП);

· виконувати системні та проблемні програми, що працюють під управлінням системи;

· підтримувати роботу з жорсткими та СD дисками;

· підтримувати роботу з віртуальними дисками;

· управляти роботою усіх пристроїв вводу-виводу (ПВВ), підключеними до ПЕОМ;

· установлювати конфігурацію і основні режими ПЕОМ (БІОС тощо).

До складу СПЗ можуть також входити інтерпретатори з мов програмування.

6.4. Операційні системи (ОС)

В основу програмного забезпечення ПЕОМ покладено ту чи іншу операційну систему.

Операційна система - це пакет системних програмних засобів, що забезпечують функціонування ПЕОМ, інтерфейс користувача з ПЕОМ та ефективне використання усіх програмних та обчислювальних ресурсів.

Операційна система — це комплекс програм, які призначені для керування роботою машини і організації взаємодії користувача з ПЕОМ.

Склад та функції ОС багато в чому залежать від режиму роботи ПЕОМ, а також від складу та конфігурації апаратних засобів. Найпотужніші ОС використовують у мультипроцесорних діалогових обчислювальних системах та комп'ютерних мережах.

Програмні модулі ОС, як правило, зберігаються на магнітних дисках та в міру необхідності передаються до оперативної пам'яті для виконання. Однак деяка частина ОС, яку називають ядром чи супервізором операційної системи, після вмикання комп'ютера та ініціалізації системи постійно знаходиться в оперативній пам'яті. Самі ці програми одержали назву резидентних програм. Ядро ОС керує функціями самої операційної системи. В оперативній пам'яті крім області ядра виділяється транзитна область, у яку поперемінно, в міру необхідності, завантажується решта так званих транзитних програм операційної системи. Відповідно всі команди ОС звичайно поділяють на резиденті та транзитні, принцип використання яких є подібним розглянутому раніше.

На одній ПЕОМ можуть використовуватися декілька різних ОС.

ОС забезпечує користувача засобами автоматичного управління пристроями вводу-виводу (ПВВ), підтримує виконання проблемних і системних програм, забезпечує діалог з користувачем та ін. До неї входять:

· програми початкового завантаження, що автоматично зчитується в оперативну пам’ять (ОП) при включенні і запуску ПЕОМ і, які керують завантаженням інших програм СПЗ;

· програма управління базовим вводом-виводом (IBM BIO COM), що керує системами вводу-виводу;

· програма файлової служби (ІВМ DОS COM), що підтримує файлову структуру системи і виконує цілий ряд спеціальних функцій;

· процесор консольних команд (СОММАND.COM), що здійснює обробку системних команд, які вводяться з консолі.

Три перші команди мають фіксоване місце на системному диску. З метою захисту при звичайному роздрукуванні каталогу імена цих файлів не виводяться на дисплей. Для їх виводу є спеціальні засоби.

Усі сучасні операційні системи ПЕОМ мають ще своєрідні надбудови, які називають оболонками. Оболонки ОС суттєво полегшують користувачеві роботу на комп'ютері. При використанні оболонок не треба запам'ятовувати багато команд ОС та вводити їх вручну з клавіатури.

6.5. Сервісно-програмні засоби (СПЗ) та обслуговуючі програмні засоби (ОПЗ)

Сервісно-програмні засоби складаються з ряду команд системного програмного забезпечення та спеціальних програм, наприклад, строкового редактору, який служить для створення, корегування і відтворення файлів, текстів або модулів програм.

Сервісні програми розширюють можливості ОС. Їх, звичайно, називають утилітами. Утиліти дозволяють, наприклад, перевірити інформацію у шістнадцятирічному коді, яка зберігається в окремих секторах магнітних дисків; організувати виведення на принтер текстових файлів у визначеному форматі, виконувати архівацію та розархівацію файлів та ін.

Ряд команд операційної системи призначених для виконання спеціальних сервісних функцій:

· ініціалізації дискет;

· перевірки, розпечатування і корегування вмісту дискет;

· обслуговування жорстких та СD дисків;

· роботи з каталогами дискет;

· обслуговування файлової системи;

· сортування текстової інформації;

· інших сервісних функцій.

Обслуговуючі програмні засоби (ОПЗ) складаються із різного роду тестів перевірки працездатності і параметрів ПЕОМ.

6.6. Системи програмування (СП)

Системи програмування призначені для полегшення та для часткової автоматизації процесу розробки і відлагодження програм. Основними компонентами цих систем є транслятори з мов високого рівня, наприклад Паскаль, Сі, Бейсик та ін. Особлива роль належить Ассамблерам. Програму мовою Ассамблера називають машинно-орієнтованою. Мовою Ассамблера користуються, як правило, системні програмісти.

Транслятори здійснюють перетворення програм з мов високого рівня на машинну мову. Крім того, транслятори звичайно здійснюють синтаксичний аналіз програми, яка транслюється. Вони можуть також відлагоджувати та оптимізувати програми, які одержують, видавати документацію на програму та виконувати ряд інших сервісних функцій.

Ассамблери перетворюють програми, які представлені у машинноорієнтованих мовах, на машинну мову.

6.7. Прикладне програмне забезпечення (ППЗ)

У структурі прикладного ПЗ можна виділити: прикладні програми як загального, так і спеціального призначення.

Прикладне ПЗ загального призначення — це комплекс програм, який одержав широке використання серед різних категорій користувачів. Найбільш відомими серед них є: текстові редактори, графічні системи, електронні таблиці, системи управління базами даних та ін.

Текстові редактори дозволяють готувати текстові документи: технічні описи, службові листи, статті та ін. Найбільш відомі такі текстові редактори: Лексикон, Write, Word.

Графічні системи багаточисельні, а їх функції - різноманітні. Серед них можна виділити системи ділової графіки (Microsoft PowerPoint, Lotus Freelance Graphics), художньої графіки, які ще називають просто графічними редакторами (Paintbrush), інженерної графіки та автоматизованого проектування (Autodesk AutoCad), системи обробки фотографічних зображень (Adobe Photoshop), а також універсальні графічні системи (CorelDRAW).

Програми роботи з електронними таблицями (ЕТ) дозволяють розв'язувати широке коло задач, зв'язаних з числовими розрахунками. Найширше використовують серед програм такого класу Supercalc, Microsoft Excel та Lotus 1-2-3.

Системи управління базами даних (СУБД) призначені для об'єднання наборів даних з метою створення єдиної інформаційної моделі об'єкта. Ці програми дозволяють накопичувати, обновляти, коригувати, вилучати, сортувати інформацію, організовану спеціальним засобом у вигляді банку даних. Найпоширеніші СУБД: dBase, FoxBase+, Clipper, Oracle, Acces, FoxPro, Paradox та ін..

Крім перерахованих систем до складу прикладного ПЗ загального призначення слід віднести й інтегровані системи. Ці системи об'єднують у собі можливості текстових редакторів, графічних систем, електронних таблиць та систем управління базами даних. Головна перевага інтегрованих систем перед окремими системами прикладного ПЗ загального призначення полягає у тому, що вони створюють єдині правила роботи для користувача, тобто вони мають єдиний інтерфейс як при роботі з текстом, так і при роботі з електронними таблицями та ін. Найвідоміші серед них: Microsoft Office, Lotus SmartSuite, Perfect Office.

6.8. Спеціальне програмне забезпечення (СПЗ)

До спеціального програмного забезпечення можуть відноситися прикладні програми спеціального призначення. Їх використовують у специфічній діяльності користувачів.

Функції специфічних систем залежать від їх призначення. Наприклад, для систем навчального призначення це можуть бути інструментальні засоби для розробки комп'ютерних уроків (гіпермедійні та гіпертекстові системи, авторські та інші системи), імітаційно моделюючі програми навчального призначення, програми для розробки та підтримки шкільного розкладу, педагогічні та психологічні програмні засоби різного призначення, обробки даних психологічних тестувань та ін.

До складу прикладних програм спеціального призначення можна також відвести пакети прикладних програм (ППП), які широко використовуються, наприклад, для статистичної обробки даних, бухгалтерського обліку, розрахунку будівельних конструкцій та ін. Наявність у комп'ютері різноманітних ППП дозволяє розв'язувати значну частину простих прикладних задач, майже без програмування. В цьому випадку завдання на розв'язування тієї чи іншої задачі записується у вигляді директиви спеціальною проблемно-орієнтованою мовою та повідомляється комп'ютеру.

Тема 7. Сервісне програмне забезпечення (СПЗ)

7.1. Інтерфейс користувача

Будь-яку прикладну програму розробляють для широкого кола користувачів і вона повинна мати прості та зручні засоби взаємозв'язку з нею. Ці засоби називають інтерфейсом користувача. Через інтерфейс користувач керує роботою програми, отримує від неї повідомлення, відповідає на запити програми та ін.

Нині інтерфейс користувача має деякі стандартні засоби, основними елементами яких є меню та вікно діалогу. В графічній оболонці Windows та її додатках ці елементи доповнені панелями інструментів, смугами прокрутки і т.д. Меню інтерфейсу користувача — це список деяких об'єктів, з яких робиться конкретний вибір. Об'єкти меню називають пунктами меню, або — командами.

Часто меню має багаторівневу структуру. Меню верхнього (першого) рівня називають головним. Інтерфейс користувача створюють так, щоб забезпечити вільний ступеневий перехід між пунктами меню зверху вниз і знизу вверх. Це означає, що з головного меню можна перейти в будь-який пункт меню другого рівня, від нього до пунктів меню третього рівня і т.д. З будь-якого пункту меню найнижчого рівня можна поступово перейти в головне меню.

Деякі меню допускають можливість одночасного вибору не одного, а кількох пунктів меню. Зустрічаються також меню, в яких деякі пункти в даній ситуації вибрати неможливо. Такі пункти називають недоступними. Але в інших ситуаціях вони стають доступними. Звичайно недоступні пункти позначають світлішим кольором порівняно з доступними. Якщо після назви якогось пункту меню розміщені крапки, то це означає, що після вибору цього пункту меню система зробить запит про введення додаткових даних для виконання даного пункту.

Вибрати будь-який пункт меню означає виділити його іншим кольором, а потім натиснути клавішу Enter або клавішу миші. Вибравши пункт меню, виконують відповідну операцію або установлюють відповідний режим виконання операції. Пункт меню, який потребує відповіді "так" або "ні", називають перемикачем.

За способом розміщення меню на екрані дисплея розрізняють горизонтальне меню (menu bar), спадаюче (pull-down), які звичайно з'являються під відповідним пунктом горизонтального меню, спливаюче (pop-up) меню, яке часто з'являється в позиції курсору миші.

У графічних системах меню — це не тільки список об'єктів. Меню може являти собою панель інструментів у вигляді картинок (піктограм).

Важливим елементом Інтерфейсу користувача є вікно діалогу. Вікно діалогу видається на екран дисплея за програмою. У ньому або пропонується перелік об'єктів для вибору, наприклад перелік файлів, шрифтів, або його потрібно заповнити самому користувачу. Іноді вікно діалогу вже заповнене відповіддю, яку пропонує сама система. Користувач має або погодитися з нею, або може заповнити вікно діалогу іншими повідомленнями.

Загальноприйнятими є такі правила роботи з вікнами діалогу:

1. Якщо варіант заповнення вікна діалогу повністю задовольняє користувача, він повинен натиснути на клавішу Enter.

2. Якщо повідомлення у вікні діалогу необхідно відредагувати, то потрібно спочатку натиснути на будь-яку клавішу зі стрілкою переміщення курсору, а потім здійснити редагування.

3. Якщо вікно діалогу потрібно заповнити новою інформацією, то необхідно набрати її. При натискуванні на клавішу з будь-яким символом запропоноване системою заповнення стирається.

4. Для відміни роботи з вікном діалогу натискується клавіша Esc.

Можливості вікон діалогу графічних систем набагато ширші текстових. Вони включають додаткову кількість елементів, таких, наприклад, як командні кнопки, прапорці, поля вибору та ін. У графічних технологіях виразніше проявляється стандартизація інтерфейсу користувача. Більше того, для цих технологій вже сформульовані деякі принципи інтерфейсу користувача, які будуть розглянуті при описанні оболонки Windows.

Ще одним елементом інтерфейсу користувача є повідомлення системи, які відображаються на екрані дисплея. Ці повідомлення можна розділити на дві групи.

1. Повідомлення, які не потребують від користувача ніяких відповідних дій. Як правило, ці повідомлення інформують користувача про той процес, який проходить в комп'ютері. Наприклад, процес копіювання файлу може супроводжуватись на екрані заповненням кольорової смуги. Або, наприклад, при знищенні файлів на екран видаються імена цих файлів.

2. Повідомлення, які потребують від користувача відповідних дій. До таких повідомлень належать повідомлення про нормальне завершення програми (у цьому випадку достатньо натиснути на клавішу Enter) і повідомлення про особливі ситуації. До останніх відносять, наприклад, повідомлення про відсутність дискети в дисководі, повідомлення про неможливість копіювання файлу через відсутність вільної пам'яті на диску та ін.

7.2. Оболонки операційних систем

Всі операційні системи ПК, за винятком ОС Windows-95 і вище, були побудовані за принципом діалогового введення команд. Відповідно до цього принципу користувач повинен за допомогою клавіатури вручну набрати необхідну команду. Команда синхронно набору відображається на екрані дисплея. Далі користувач повинен переконатися, що в команді немає помилок, і натиснути клавішу Enter. Після цього команда виконується, і на екран виводяться деякі повідомлення.

Указаний принцип має, у крайньому випадку, два основних недоліки.

1) потрібно пам'ятати команди ОС, а це не просто, особливо для початківця;

2) для ручного набору команд потрібний певний час. У процесі цього набору комп'ютер у більшості випадків простоює. У кінцевому підсумку це призводить не тільки до зниження ефективності використання ПК, але й до неефективної роботи самого користувача. Спроби вирішити цю проблему і привели до створення оболонки ОС.

Оболонка ОС — це спеціальна програма, надбудова над операційною системою, яка дозволяє просто і з високою наочністю виконувати найуживаніші команди ОС. Оболонка показує на екрані які команди ОС можна виконувати в даний момент. Для виконання будь-якої з них користувачу належить підвести курсор у відповідне місце екрана і натиснути клавішу Enter або клавішу миші.

Однією з найпопулярніших і найпоширеніших була і залишається оболонка Norton Commander для ОС MS-DOS. Крім цієї оболонки для MS-DOS використовують також оболонки PC Shell, PathMinder, XTree та ін.

Хоч різні оболонки принципово відрізняються одна від одної, будь-яка з них дозволяє реалізувати такі основні функції:

1. Відображати на екрані зміст будь-якого каталогу магнітних та оптичних дисків.

2. Без набору команд ОС просто та зручно копіювати, перейменовувати, пересилати файли з одного каталогу в інший та знищувати їх.

3. Виконувати різні операції з каталогами, а саме: створювати, перейменовувати та знищувати їх.

4. Переглядати та редагувати текстові файли.

5. Виконувати команди так само, як вони виконуються в середовищі операційної системи.

В останні кілька років дуже популярною стала оболонка Windows, яка забезпечує дуже високу наочність та комфортність при роботі з ПК. Принципова відмінність оболонки Windows від усіх попередніх оболонок полягає у тому, що вона є графічною оболонкою. Це дозволяє зображати на екрані програми або пакети програм графічними позначеннями у вигляді картинок, які називають піктограмами. Кожна піктограма може бути перетворена у вікно, а вікно згорнуте в піктограму.

Важлива перевага оболонки Windows в тому, що вона створює єдину робочу обстановку для роботи з різними програмами. Ввійшовши в цю оболонку, можна виконувати різні дії з різними програмами, не виходячи з неї. Наприклад, можна працювати з текстовим редактором, з базами даних, з електронними таблицями, з графічним редактором та ін. Таким чином, оболонка Windows позбавляє користувача необхідності пам'ятати різні правила роботи з тією або іншою програмою.

Безсумнівною перевагою оболонки Windows є її здатність одночасно виконувати декілька програм. Для запуску тієї чи іншої прикладної програми (додатку) достатньо відкрити відповідне вікно, а для завершення — закрити його. Одночасно на екрані дисплея може бути відкрито декілька вікон.

Разом з тим, не потрібно дуже перебільшувати можливості Windows. На практиці існує багато додатків, де графічний режим не тільки не потрібний, але й не бажаний. Для них цілком прийнятні інші технології, в тому числі NORTON COMMANDER та ін.

7.3. Операційна система Windows

Загальні відомості

Windows-95 і вище — це 32-розрядна операційна система, яка забезпечує одночасну роботу кількох додатків (програм). Порівняно з іншими операційними системами у ній використовують сучасніші механізми забезпечення такого режиму роботи. На відміну від старих версій, Windows-95 і вище не потребують MS-DOS, тому що вони виконують усі функції операційної системи.

Простий та зручний інтерфейс системи забезпечує природність спілкування користувача з комп'ютером. Система має широкий набір засобів, який дозволяє настроїти інтерфейс так, як подобається користувачеві.

Головна особливість інтерфейсу — наявність панелі завдань, на якій розміщена кнопка Пуск. Натискування цієї кнопки відкриває доступ до головного меню системи. При запуску будь-якого додатку або відкритті будь-якої папки на панелі завдань з'являється кнопка, яка представляє цей додаток чи папку.

Вікна додатків можна згорнути, але їх кнопки залишаться на панелі завдань. При натисканні кнопки будь-якого додатку, він стає активним, а якщо його вікно було згорнуте, то відбувається відновлення вікна. Це забезпечує швидкий перехід з одного додатку до іншого, звільнюючи користувача від довготривалого пошуку вікна потрібного додатку у великій кількості вікон, які взаємно перекриваються, що було характерним для Windows З.1.

Друга важлива особливість інтерфейсу — наявність так званого контекстного меню. Відкривається це меню натискуванням правої кнопки миші. Зміст контекстного меню залежить від положення вказівки миші у відкритих вікнах чи головному вікні системи. Використання меню прискорює процес роботи з об'єктами, оскільки користувач звільняється від необхідності шукати команди у меню вікон. Інколи натискування правої кнопки призводить до появи напису Что это такое? Це свідчить про те, що в цьому місці ніякі дії не передбачені і ви можете отримати довідку про те, що знаходиться під вказівкою миші. Для цього необхідно сумістити вказівку миші з полем цього напису і натиснути ліву кнопку миші.

Інтерфейс Windowe-95 і вище розрахований для роботи з маніпулятором типу миша. Без нього робота стає практично неможливою. Однак у багатьох випадках не виключено використання клавіатури (окремих клавіш або їх комбінацій).

Мишу використовують для вибору і перетягування об'єктів, запуску додатків, натискування екранних кнопок, виконання операцій редагування тощо. Вигляд вказівки миші змінюється залежно від того, яка операція виконується з використанням миші. У Windows-95 він має визначений вигляд, однак користувачеві надана можливість змінювати форму курсору. Наприклад, йому можна надати форми метелика або бджоли.

Основні поняття

При роботі з операційною системою Windows-95 і вище використовують ряд специфічних понять і термінів.

Об'єкт - усе, чим оперує Windows-95: програма, група програм, диск, папка, файл, документ, значок (піктограма), ярлик (вказівка) та ін.

Файл – програма або організована сукупність цифрових, алфавітно-цифрових та інших даних. У зв’язку з цим розрізняють програмні файли та системні файли.

Файлова система – сукупність програм, які забезпечують роботу з файлами та їх каталогами, які зберігаються на зовнішніх пристроях ПЕОМ.

Документ - будь-який файл, який вміщує дані: текст, графічне зображення, електронну таблицю.

Каталоги стали називати папками. Папки можуть вміщувати файли (програми і документи, інші папки, а також деякі інші об'єкти). Папки і файли розміщені на дисках.

Диск – пристрій, на якому знаходяться файли і папки.

Ярлик – посилання на даний об’єкт, який знаходиться десь у файловій системі. Він, як правило, носить ім’я об’єкту якого представляє. Оскільки він сам не є об’єктом, то допускається декілька ярликів з різними іменами для одного об’єкта.

Значки – піктограми. Стандартні (для дисків тощо) та змінні (за бажанням користувача: для програм, текстових файлів тощо). Значок ярлика відрізняється від усіх інших тим, що у лівому куті піктограми розміщений маленький квадрат, всередині якого зображена стрілка. Кожний значок супроводжується позначкою з іменем об'єкта, який він представляє. Це ім'я легко редагувати прямо на місці відображення значка без застосування будь-яких текстових редакторів. За бажанням користувач може замінити будь-який значок на інший зі спеціальної бібліотеки. Windows-95 має вбудовані засоби зміни розміру, а також створення нових значків. Використання значків значно спрощує роботу з об'єктами Windows-95, оскільки подвійним клацанням вказівки миші по піктограмі можна у будь-який час відкрити будь-яку папку, запустити будь-який додаток, або відкрити документ.

Потрібно підкреслити одну дуже важливу особливість — Windows-95 допускає використання довгих імен файлів. Допустима довжина файлу — 255 символів, включаючи пропуски. Ім'я файлу може складатися з букв (маленьких і великих), цифр, пропусків, а також символів: ~ ! @ # $ % &)( _ = - + ] [ }{ ; , ’ . Всередині однієї папки не допускається наявність двох папок чи двох файлів з однаковими іменами. Windows-95 працює і з іменами MS-DOS, які побудовані за системою "8.3" (ім'я файлу — 8 символів, розширення — З символи), причому система автоматично довгі імена скорочує і утворює короткі імена. Проте якщо є необхідність обміну інформацією або роботи зі старими програмами, то краще одразу надавати імена файлам за системою "8.3". Потрібно пам'ятати, що робота програм, які не підтримують довгі імена у середовищі Windows-95, може призвести до руйнування файлової системи Windows-95.

7.4. Вбудовані додатки та утиліти.

Windows-95 і вище мають потужні та зручні засоби настройки і зміни конфігурації самих систем. Нові пристрої вмикаються практично без втручання користувача. Дуже легко установлюються і нові програми. Наявність розвиненої довідкової системи значно спрощує роботу з Windows-95. Крім того, є ряд вбудованих додатків, які забезпечують роботу з комп'ютерними мережами, електронною поштою та факсимільним зв'язком.

Вбудовані мультимедійні додатки забезпечують високоефективну роботу з відео- та аудіодисками і файлами. В операційній системі також вбудовані текстовий редактор WordPad,графічний редактор Paint, блокнот і калькулятор.

Для роботи з жорстким диском є утиліти оптимізації розміщення інформації на диску (дефрагментації), утиліти перевірки диска ScanDisk, утиліти резервного копіювання та ін.

Вбудовані додатки можуть використовуватися в разі виконання нескладних робіт. Для виконання складних робіт необхідно використовувати установлювані програми. В таких випадках найчастіше використовують потужний пакет ділової графіки Microsoft Office, до складу якого входить текстовий редактор Word, електронні таблиці Excel, система управління базами даних Access та ін.

На сьогодні практично всі відомі пакети програм переведені на платформу Windows, завдяки чому вони стали працювати ефективніше.