Оглавление:
Урок: Программное обеспечение компьютера
Системное программное обеспечение
Прежде чем приступить к изучению новой темы, давайте подумаем, одинаковые ли задачи выполняют все компьютеры?
Например, обычный домашний компьютер и компьютер в архитектурном бюро? Или школьный компьютер и компьютер у инженера космонавтики? Естественно нет! Понятно, что кроме стандартного набора задач каждый из этих компьютеров выполняет и специфические функции, необходимые в данной ситуации.
На прошлом уроке мы с вами уже говорили о том, что компьютер можно считать моделью умственной деятельности человека, поскольку он вводит, выводит, хранит и обрабатывает информацию. Однако полностью сравнивать умственную деятельность человека с действиями компьютера нельзя. Машина может только точно выполнять последовательность команд, составленную для неё человеком. Такую последовательность команд называют программой, а компьютер является её исполнителем.
То есть Программа – это описание на специальном компьютерном языке очерёдности действий, которые необходимо выполнить над данными, чтобы исполнить поставленную задачу.
Совокупность программ, написанных человеком для компьютера, называют программным обеспечением. Именно оно превращает набор взаимосвязанных устройств в «умную» машину.
Компьютер представляет собой совокупность аппаратной части (технических устройств) и программного обеспечения.
Как мы уже говорили, набор всех установленных программ на каждом компьютере может быть разным. На домашних компьютерах устанавливают текстовые и графические редакторы, игры, программы воспроизведения музыки и фильмов.
На компьютере конструктора – сложные системы для выполнения чертежей и расчётов. Программное обеспечение определяется задачами, которые решает пользователь.
Иногда по стоимости программное обеспечение компьютера может быть даже выше чем его аппаратная часть.
Сегодня существует огромное количество программ совершенно разного профиля, они непрерывно развиваются и улучшаются, некоторые исчезают, а другие становятся неотъемлемыми для всех компьютеров.
Классифицировать все компьютерные программы можно следующим образом: системное ПО, Прикладное ПО и системы программирования.
Итак, разберёмся с Системным программным обеспечением.
Системное программное обеспечение – это комплекс программ, которые управляют элементами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода и так далее.
Системное программное обеспечение состоит из операционной системы и сервисных программ.
Где Операционная система – это совокупность программ, обеспечивающих бесперебойную работу всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
Способ взаимодействия пользователя с операционной системой называют интерфейсом.
Выделяют следующие виды интерфейсов:
Аппаратный интерфейс – это средства, которые задают взаимодействие между устройствами компьютера. Для того чтобы аппаратное обеспечение компьютера исправно работало в состав операционной системы входят специальные программы – драйверы, которые управляют работой устройств, подключённых к компьютеру, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер и др. Для каждого устройства необходимо установить свой собственный драйвер. Как правило, драйверы идут сразу в комплекте с каждым устройством.
Пользовательский интерфейс – это ряд программ, которые обеспечивают взаимодействие человека и компьютера. Например, для того чтобы запустить программу для просмотра фильма, или распечатать фото, человек задаёт операционной системе определённую команду, которую она обрабатывает и либо выполняет, либо выдаёт отчёт о невозможности выполнения данной команды. Иногда может произойти сбой операционной системы.
На сегодняшний момент самыми распространёнными операционными системами для персонального компьютера являются: Windows, MacOS и Linux.
Покупая новый компьютер, вы можете сами выбирать, что хотите получить. Операционная система может быть установлена на компьютер, либо нет. Также вы сами можете выбрать и установить нужную операционную систему на свой компьютер. Не стоит забывать, что во всех случаях операционная система должна быть лицензионной, а за использование пиратских копий можно получить наказание.
Сейчас вспомните, как вы включается компьютер для работы. Вы нажимаете кнопку на системном блоке, и происходит загрузка компьютера. Что значит загрузка?
Загрузка компьютера — это последовательная загрузка программ операционной системы из долговременной памяти (жёсткого или оптического диска) в оперативную память компьютера. Давайте разберём данный процесс подробнее.
Первым делом, при запуске компьютера начинают работать программы тестирования компьютера и программы загрузки операционной системы – BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода). Данные программы хранятся на запоминающем устройстве компьютера (ПЗУ). Когда мы включаем компьютер программы BIOS начинают работать и сведенья о работе отображаются на экране монитора. Программа проверяет и настраивает аппаратные средства компьютера. И если они работают правильно, компьютер переходит ко второму этапу запуска – поиску начального загрузчика операционной системы.
Диск на котором хранится операционная система и с которого происходит её запуск называется – системным диском. Компьютер по очереди обращается к дискам в поисках системного. Однако последовательность обращений к дискам для загрузки операционной системы определяется настройками ОС, запуститься операционная система может как с жёсткого диска, так и с USB-флэшки или DVD, CD диска. Системным будет тот диск, на котором будет храниться специальная программа-загрузчик. И уже именно эта программа продолжает этап запуска компьютера, то есть осуществляет запуск других программ операционной системы с системного диска в оперативную память.
Теперь давайте выясним, какие программы относятся к системным?
Системными называются программы, которые обслуживают диски, другими словами проверяют их, восстанавливают, чистят, а также программы архиваторы, программы борьбы с компьютерными вирусами, коммуникационные (программы для общения пользователей в интернете) и многие другие.
Данные программы очень важны для стабильного функционирования компьютера.
Давайте остановимся подробнее на программах архиваторах и антивирусах.
Представьте ситуацию что вам нужно сохранить себе на компьютер фотографии со дня рождения. На дне рождении был профессиональный фотограф. Фотографий получилось очень много, и они занимают очень много места. Что же делать? Если вы просто скопируете их себе на USB-флэш накопитель, то они займут всю память или её может даже не хватить. Логично, что место, которое занимают фотографии нужно как-то уменьшить. Для этих целей есть специальные программы – архиваторы.
Архиваторы – это специальные программы, с помощью которых происходит сжатие информации для более компактного хранения на компьютере или любом другом носителе. Используя программы — архиваторы мы уменьшаем объём хранимой информации, тем самым освобождаем дополнительное место на диске. И что особенно важно экономим время при передаче информации через интернет.
Теперь рассмотрим программы – антивирусы.
По определению компьютерный вирус – это специально написанная вредоносная программа, которая вредит данным хранящимся на компьютере, и может даже вывести компьютер из строя. Основными признаками наличия вирусов на компьютере являются: неправильная работа программ, компьютер работает медленно, операционная система не запускается, программы и данные исчезают с компьютера, значительно уменьшился объем свободной памяти, могут издаваться звуковые сигналы, компьютер часто зависает.
Для того чтобы обнаружить и удалить вирус с компьютера необходима специальная антивирусная программа. Например, Антивирус Касперского, Doctor-Web, Panda.
Если вы хотите защитить свой компьютер от вирусов, необходимо делать следующее:
1) Установить на компьютер антивирус и с его помощью проверять компьютер на наличие вирусов.
2) Регулярно обновлять антивирус через интернет
3) Прежде чем что-то переписать себе на компьютер с чужого носителя, проверить его на вирусы.
Также очень нужными являются коммуникационные программы, которые предназначены для получения доступа к ресурсам сети Интернет и общения между пользователями. К ним относятся: Гугл хром, опера, скайп и другие.
Важно запомнить:
· Программа – это описание на специальном компьютерном языке очерёдности действий, которые необходимо выполнить над данными, чтобы исполнить поставленную задачу.
·Системное программное обеспечение – это комплекс программ, которые управляют элементами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода и так далее.
· Операционная система – это совокупность программ, обеспечивающих бесперебойную работу всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
· Способ взаимодействия пользователя с операционной системой называют интерфейсом. Выделяют Аппаратный и Пользовательский интерфейсы.
Прикладное программное обеспечение
Процесс создания компьютерных программ и называется программированием. Программисты – это люди, которые создают компьютерные программы, а языки программирования – формальные языки, созданные для записи компьютерных программ.
Самый первый язык программирования назывался Plankalkül (Планкалкюль) – такое сложное немецкое название раскладывается на две простые составляющие: план и калькуляция, то есть – исчисление планов. Планкалкюль был придуман в период 1943–1945 гг. немецким учёным Конрадом Цузе как средство программирования для компьютера Z4. Однако из-за второй мировой войны он так и не был реализован.
До 50-х годов всё ещё использовались машинные коды. Команды машинных кодов для разных процессоров были разными. Для использования таких кодов нужно было хорошо знать устройство компьютера и особенности его процессора. Потому компьютеры всё ещё были недоступны большинству людей.
Вскоре на смену машинным языкам стали приходить языки ассемблера. Они упрощали написание программ для различных процессоров и могли собирать воедино отдельные части программ. Однако для работы с такими языками всё ещё был необходим высокий уровень знаний оборудования компьютера в целом, и понимания особенностей процессоров в частности. Так, как эти языки позволяют полностью использовать возможности конкретных моделей процессоров, в некоторых случаях они используются и сегодня.
В середине 50-х годов был реализован первый язык высокого уровня Fortran (Фортран). Сейчас большинство программ пишется именно на языках высокого уровня. Языки высокого уровня получили такое название, потому что многие команды в них записываются словами естественного разговорного языка, и сам язык имитирует разговорный. Программисту стало гораздо проще понимать и изучать язык программирования. Эти языки не привязаны к конкретным процессорам или другому оборудованию. Одна и та же программа, написанная на них выглядит одинаково для всех моделей компьютеров.
Главная особенность всех языков программирования в том, что они полностью формальны. Все правила в них носят явный характер. Программы, которые на них написаны, можно трактовать только однозначно. Благодаря этому компьютерная программа точно знает, что делать с данными, которые задал пользователь.
Существует несколько тысяч языков программирования. Некоторые языки программирования имеют широкое распространение и их использует большое количество программистов по всему миру. Другие языки используются считанными единицами людей. Все языки программирования имеют свои особенности. Некоторые из них больше подходят для создания программ, которые проводят математические расчёты, другие – для создания веб-страниц, третьи – для работы с базами данных.
Поэтому некоторые профессиональные программисты могут использовать в своей работе около десятка разных языков программирования. В следующем году мы начнём изучать язык программирования Pascal (Паскаль). Он был придуман в 1970 г. Никлаусом Виртом для обучения студентов программированию. Паскаль используется для самых разных целей, в частности хорошо подходит для написания небольших программ, выполняющих математические расчёты.
Программы на языках программирования можно записать на любом материальном носителе, даже на бумаге. Однако для того, чтобы компьютер выполнил программу, её нужно задать. Последовательность команд, из которых состоит программа, записанная на языке программирования – это исходный код программы. Компьютер переводит исходный код программы в машинные коды, проверяет его правильность. Если нужно, он указывает программисту ошибки в программе. Это происходит благодаря системам программирования. Так называется совокупность программ, которая предназначена для разработки программного обеспечения на языке программирования.
Из каких же программ состоят системы программирования? Первая из них – встроенный текстовый редактор. С его помощью программист вводит и изменяет текст программы, пользуясь при этом библиотеками стандартных функций и процедур, которые упрощают этот процесс. Для того, чтобы перевести программу в машинные коды, необходима программа-компилятор или программа-интерпретатор. Компилятор при первом запуске переводит всю программу в машинный код целиком. И при каждом следующем запуске он выполняет уже готовый машинный код. Интерпретатор при каждом новом запуске построчно переводит программу в машинный код и выполняет его. В каждой системе программирования есть программа-отладчик. Она находит ошибки в исходном коде программы и указывает на них программисту.
Мы знаем, что для работы с информацией на компьютере не обязательно знать программирование. Это возможно благодаря самому разному прикладному программному обеспечению или приложениям. Так называются программы, с помощью которых можно обрабатывать информацию не используя программирование. По применению прикладное программное обеспечение можно разделить на два вида. Это приложения общего назначения и приложения специального назначения.
Приложения общего назначения используют практически все пользователи. Они нужны для обработки разных видов информации. Рассмотрим некоторые из них:
· Текстовые редакторы предназначены для создания и обработки текстовой информации. Некоторые из них поставляются в комплекте с операционной системой Windows. Например Блокнот и WordPad. Так же популярны бесплатный текстовый редактор для Windows NotePad++ и кроссплатформенный Vim.
· Графические редакторы нужны для обработки изображений. Они бывают растровые и векторные. Растровые графические редакторы заносят изображение в память компьютера как множество точек. Векторные графические редакторы воспринимают изображение как набор геометрических фигур. Популярные растровые графические редакторы – это платный редактор Adobe Photoshop и бесплатный Gimp. С операционной системой Windows поставляется редактор Paint. Наиболее популярные векторные графические редакторы – это коммерческий CorelDRAW и бесплатный Inkscape.
· Мультимедийные проигрыватели воспроизводят звук, анимацию и видео. В комплекте с операционной системой виндоус поставляется проигрыватель Windows Media. Широко распространён кроссплатформенный бесплатный проигрыватель MPlayer.
Ещё к приложениям общего назначения относятся:
· электронные таблицы, для автоматизации расчётов,
· редакторы презентаций,
· системы управления базами данных.
С многими приложениями общего назначения вы познакомитесь на уроках информатики в средней и старшей школе.
Разные офисные пакеты содержат различные приложения общего назначения. Как правило это текстовый процессор, редактор электронных таблиц, редактор презентаций, система управления базами данных и многое другое.
Популярные офисные пакеты: коммерческий MicrosoftOffice для Windows и бесплатные кроссплатформенные OpenOffice и LibreOffice.
Приложения специального назначения используют квалифицированные пользователи в разных сферах профессиональной деятельности. К ним относятся:
· Издательские системы. С их помощью создают макеты печатной продукции.
· Бухгалтерские системы для учёта денег в организациях.
· Математические пакеты для выполнения сложных расчётов.
· Различные экспертные системы и справочники для поиска профессиональной информации.
· Системы автоматизированного проектирования для работы с чертежами.
· Программы компьютерного моделирования, которые проводят виртуальные испытания оборудования и сооружений.
· Образовательные приложения и системы автоматического тестирования.
Важно запомнить:
· Языки программирования – это формальные языки, предназначенные для создания компьютерных программ.
· Система программирования – это совокупность программ, предназначенная для разработки программного обеспечения на языке программирования.
· В систему программирования входят: встроенный текстовый редактор, библиотека встроенных функций и процедур, компилятор или интерпретатор и отладчик.
· Приложения (прикладное программное обеспечение) – это программы для обработки информации без использования программирования.
· Приложения общего назначения используются всеми пользователями для обработки различных видов информации.
· Приложения специального назначения используются квалифицированными пользователями в разных сферах профессиональной деятельности.
