Файл: Кудряшова Анастасия Юрьевна Интернеткурс по дисциплине Информационные технологии в.pdf

68 языке вычислительной машины (в кодах машины).
Программное обеспечение по своему назначению подразделяют на системное, прикладное и инструментальное (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Классификация ПО
Системное программное обеспечение — комплекс программ для управления ресурсами компьютера (центральным процессором, памятью, вводом и выводом данных), поддержания работоспособности системы обработки информации, повышения эффективности ее использования.
Этот класс программного обеспечения носит общий характер применения и не зависит от предметной области. К системному программному обеспечению предъявляются высокие требования надежности работы, удобства и эффективности использования. Как правило, компьютер приобретается с установленным системным программным обеспечением. Системное программное обеспечение включает в себя базовое и сервисное программное обеспечение.
Операционная система — большой набор программ для управления взаимодействием всех компонентов компьютера в процессе работы и выполнения поставленных задач. Обеспечивает работу и взаимодействие компьютерных устройств в целом как системы, координирует связь с другими устройствами в сети, а пользователям и прикладным программам предоставляет ресурсы и интерфейс — средство взаимодействия с компьютером.
Базовое
программное
обеспечение
— набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.
Сервисное программное обеспечение представляет собой набор обслуживающих
(служебных) программ-утилит (лат. utilitas — польза) для вспомогательных операций, связанных с управлением ресурсами, настройками и контролем работоспособности компьютера. Утилиты входят в состав операционной системы или устанавливаются дополнительно.
Прикладное программное обеспечение предназначено для обработки данных в определенной области применения, выполняет функции, необходимые пользователю для решения практической задачи.
Прикладная программа
(или приложение) разрабатывается для конкретной операционной системы.
Пакет прикладных программ — несколько программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.
Приведем примеры прикладного программного обеспечения.
1.
Офисные программы предназначены для основной массы пользователей.
Сюда относятся: текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, средства презентаций, системы управления базами данных, а также их интегрированные пакеты.
Эти программы готовят документы для печати и чтения с экрана, выполняют расчеты массивов числовых данных (Microsoft Word, Microsoft Excel, Lotus Smart Suite, Open
Office, Libre Office).
2.
Финансовые и бухгалтерские программы (бухгалтерского и финансового учета) для крупных, средних и мелких предприятий: 1С: Предприятие, 1С: Бухгалтерия,
1С: Деньги, БЭСТ, Парус и др.
3.
Программы автоматизации делопроизводства и документооборота и

69 архива организаций помогают в управлении персоналом, подготовке отчетности, составлении договоров, контрактов, писем (1С: кадры, Евфрат).
4.
Лингвистические программы контролируют правописание, готовят аннотации, определяют ключевые слова, проводят лингвистический анализ текстов.
5.
Программы-словари содержат толкования терминов, дают перевод слов и словосочетаний (Lingvo, Multilex, Bridge to English, Сократ и др.).
6.
Программы машинного перевода переводят тексты документов, электронной почты и веб-страниц (Promt, Сократ, сайты переводов).
7.
Графические программы готовят и обрабатывают изображения, редактируют, сканируют и печатают графические изображения, повышают их качество
(Adobe Photoshop, PaintShop, CorelDraw и др.).
8.
Системы управления базами данных обеспечивают организацию, хранение и обработку баз данных (Microsoft Access, Lotus 1-2-3).
9.
Издательские системы — программы компьютерной верстки и графики для типографской печати (Quark XPress, Adobe Page Maker, Adobe InDesign).
10.
Статистические программы анализируют массивы числовых данных с выдачей статистических показателей, проведением прогнозирования, визуализацией данных (Statistica и др.). Математические программы представляют собой многофункциональные вычислительные системы решения разнообразных математических задач (MathLab, Maple).
11.
Системы автоматизированного проектирования (САПР), такие как
AutoCad, MathCAD, предназначены для проектирования изделий разной сложности.
12.
Информационные системы представляют массивы нормативных юридических, правовых документов, справочных сведений, ведомственные базы данных
(Гарант, Кодекс, КонсультантПлюс, Право.ru).
13.
Базы знаний — экспертные системы, системы поддержки принятия решений в конкретной области: бизнес-планировании, диагностике заболеваний и неисправности техники, расследовании преступлений, финансовом аудите.
14.
Инструментальное программное обеспечение — программы для создания новых приложений (разработки программ) и информационных систем. Применяется программистами в качестве инструмента на технологических этапах процессов проектирования, программирования, отладки, тестирования создаваемых программ. В инструментальное программное обеспечение входят языки и системы программирования, интегрированные среды разработки программных продуктов, а также CASE-средства (Computer Aided Software Engineering) — программные комплексы, автоматизирующие процесс разработки программ.
15.
Дистрибутив (англ. distributive — распространяемый) — программный продукт, приспособленный для установки на компьютеры. Содержит сжатые
(уменьшенные в объеме) файлы самой программы и программу установки.
Распространяется на лицензионных компакт-дисках или через Интернет. Инсталляция
(англ. installation — установка) — установка программного обеспечения в компьютер с помощью вспомогательной программы установки setup.exe с носителя компакт-диска, флеш-карты, жесткого диска.
Вопрос 2. Операционные системы
Система (греч. systema — целое, составленное из частей; объединение) — совокупность взаимосвязанных, регулярно взаимодействующих объектов, образующих определенную целостность для выполнения единой цели, каких-либо функций и задач.
Компьютерная система состоит из устройств (внутренних и периферийных) и программ, которые, взаимодействуя, выполняют процессы обработки информации на

70 одном или нескольких компьютерах. Может включать в себя различные подсистемы и входить в качестве подсистемы в более крупную систему. Часть программного обеспечения, отвечающая за готовность компьютерной системы к работе, образует в общей вычислительной системе операционную систему.
Операционная система (ОС) — комплекс программ, обеспечивающих функционирование компьютера и работу пользователя с ресурсами.
Без операционной системы доступ пользователя к аппаратуре и прикладным программам компьютера, а также обращение к нему по сети с другого компьютера был бы невозможен (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 – Взаимодействие пользователя с ПК
Ресурс — любой элемент, востребованный операционной системой, программой и пользователем: устройство в составе компьютера и сети (диск, принтер, память), а также системные программы, к которым обращаются прикладные программы. Термин употребляется в таких сочетаниях, как сетевые, информационные, аппаратные, системные ресурсы. Операционная система обеспечивает выполнение прикладных программ, распределение ресурсов компьютерной системы, ввод, вывод, сохранение данных, управление данными, предоставляет интерфейс (средство взаимодействия) с пользователем и другими компьютерами, выдает сообщения.
Ядро операционной системы — ее основная часть — загружается в оперативную память после включения компьютера на время работы и управляет всей операционной системой, памятью, выполнением прикладных программ, их взаимодействием с аппаратурой, определяет порядок и время работы различных программ с процессором, обрабатывает сбои аппаратуры и программ.
Другая часть операционной системы загружается в память по мере необходимости и выполняет задачи более высокого уровня — обеспечивает интерфейс пользователя с прикладными программами (англ. Application Program Interface, API).
Функции операционной системы:
• обеспечение автоматической загрузки ядра ОС в оперативную память по программному коду в специальной (системной) области диска;
• организация файловой системы для хранения данных на диске, обеспечение к ним доступа и возможности обработки;
• загрузка программ в оперативную память и управление выполнением.
Большинство современных ОС многозадачные — управляют распределением ресурсов компьютера между несколькими приложениями (прикладными программами, задачами) так, что:
• несколько приложений могут работать одновременно, совместно использовать ресурсы;
• приложения могут обмениваться данными между собой.
Когда открыты несколько программ (например, текстовый редактор, веб- обозреватель), то вычислительная система работает в многозадачном режиме: выделяет процессорное время, память, выполняет команды, посылает сообщения каждому приложению или пользователю о состоянии, возможных ошибках и сбоях. Центральный процессор быстро переключается от выполнения одной программы к другой, что создает впечатление одновременного выполнения программ, на самом деле выполняющихся вперемежку. В многопроцессорных системах или многоядерном процессоре про- граммы действительно выполняются параллельно.
Операционная система выделяет каждой прикладной программе часть

71 оперативной памяти, программы используют совместно другие аппаратные ресурсы: жесткий диск, принтер, удаленный доступ к сети.
Многозадачность не означает, что можно с успехом открывать неограниченное число задач. Чем больше задач открыто, тем медленнее работает система, труднее выделить свободное место в памяти, «поделить» ресурсы устройств или установить на них очередь. Иногда многозадачный режим невозможен: некоторые программы и компьютерные игры требуют монопольного доступа к ресурсам, отсекая другие приложения.
В многозадачных операционных системах работает блокировка файла — механизм, запрещающий нескольким задачам обращаться к одному файлу одновременно.
Пользователь, пытающийся открыть для редактирования или удалить файл, уже открытый другим пользователем или программой, получает сообщение о невозможности выполнить эту задачу.
Операционная система и программы могут создавать в оперативной памяти буфер обмена, или просто буфер, — защищенную область временного неизменного хранения данных для выполнения копирования и переноса между окнами документов, программ или между программой и устройством ввода/вывода.
Буфер — часть оперативной памяти, защищенная операционной системой, поскольку хранит копированный фрагмент, но некоторые программы могут накапливать в буфере несколько фрагментов. Графический интерфейс предоставляет возможности графического выделения и переноса данных между окнами папок (перетаскивание файла) и прикладными программами (например, диаграмму из Excel, рисунок с веб-сайта можно вставить в документ Word).
Виртуальная память — области оперативной памяти и внешней памяти (на жестком диске), которые оперативная система создает, чтобы выполнять на компьютере несколько больших программ, обрабатывать данных, имеющих больший размер, чем емкость реально (физически) установленной оперативной памяти.
При запуске нескольких больших программ одновременно, редактировании больших документов и графических изображений операционная система организует на жестком диске дополнительную виртуальную память большого объема. Для нее на диске создается специальный файл подкачки временного хранения части данных в ожидании их перекачки в физическую оперативную память по мере затребования процессором.
Данные, в ближайшее время не востребованные, отправляются в файл подкачки.
У современных компьютеров оперативная память 1 Гбайт и выше, для файла подкачки на диске требуется несколько гигабайт свободного места. Если места не хватает и операционная система «перегружает» диск разбухшим файлом подкачки виртуальной памяти, то возрастает число обращений к жесткому диску, работа тормозится, система функционирует нестабильно.
Рекомендуется, не дожидаясь сбоя, иногда принудительно сохранять обрабатываемый документ, а в графическом редакторе применять команду Очистить
память от «истории» команд, перезагружать операционную систему.
При правильном завершении программ операционная система удаляет временные файлы с жесткого диска, но в случае сбоя, зависания системы и аварийного завершения работы на диске могут остаться фрагменты файлов.

72
В старых операционных системах пользователь должен был сам конфигурировать систему — указывать, какое устройство установлено, определять его настройки, правила работы с другими устройствами.
В современных операционных системах существует набор правил Plug and Play
(англ. — включил и работай), позволяющих при установке автоматически обнаруживать устройства, распознавать и настраивать. Операционная система, обнаружив новый принтер или модем, сама устанавливает драйвер, обслуживающий работу устройства.
Операционная система разрабатывается под набор команд процессоров конкретного семейства. Для определения вычислительного устройства и операционной системы, на основе которых работает компьютер, применяется термин «платформа».
Главным признаком компьютерной платформы является процессор, поскольку другие устройства, такие как материнская плата и память, стандартизованы или имеют непринципиальные отличия. Примеры операционных систем: Windows 7-10, Linux для компьютеров с процессорами корпорации Intel и совместимыми с ними (имеющими аналогичный набор команд); операционная система MacOS для компьютера Apple; операционная система Solaris для компьютеров компании Sun; операционная система
IBM S/390 для суперкомпьютеров. В мобильных устройствах используются операционные системы Android, iOS и др.
Самыми популярными операционными системами для персональных компьютеров являются версии Microsoft Windows, для которых разработано много прикладных программ. Графический интерфейс поддерживает многозадачный режим, управление виртуальной памятью, возможность подключать разнообразные периферийные устройства и работать в компьютерной сети.
Сетевая операционная система UNIX используется для очень широкого круга аппаратных платформ, практически для любых компьютеров разных производителей, от персональных и до мощных суперкомпьютеров. Это не только многозадачная операционная система, но и многопользовательская, позволяющая нескольким пользователям разделять вычислительные ресурсы компьютера, подключаясь через терминалы к суперкомпьютеру (мэйнфрейму).
Операционная система Linux для персональных компьютеров (выполнена сотрудником Университета Хельсинки Т. Линусом) распространяется свободно (не все разновидности), экономична, поддерживает большинство свойств, присущих другим реализациям UNIX. В России разработана и сертифицирована для работы со всеми видами защищаемой информации, включая государственную тайну, операционная система Alt Linux.
Для успешной загрузки операционной системы необходимы исправность аппаратной системы компьютера и наличие файлов для загрузки. Загрузка операционной системы проходит несколько этапов: тестирование аппаратной части компьютера, поиск и инициализация загрузчика, загрузка ядра операционной системы в оперативную память, выдача приглашения для регистрации пользователя в системе.
При включении питания компьютера выполняется самотестирование аппаратных средств — процедура POST (Power-On Self-Test) под управлением базовой системы ввода/вывода BIOS (Basic Input-Output System).
В случае обнаружения проблем в аппаратуре, например, неисправности памяти, системной платы, процессора, видеокарты, отсутствия сигнала от клавиатуры, система
BIOS выводит сообщение об ошибке на экран монитора и подает звуковой сигнал.
Успешное завершение проверки позволяет перейти к загрузке операционной системы.
Система BIOS определяет загрузочный диск. BIOS считывает в первом секторе диска главную загрузочную запись (Master Boot Record, MBR) и таблицу описания разделов, находит активный раздел и читает оттуда адрес первого сектора загрузчика операционной системы. Далее, считанный с логического диска загрузчик помещается в оперативную память для запуска операционной системы. Если на диске нет системного раздела, то на экран выводится сообщение об ошибке следующего типа: Non-system disk