Бурное развитие новых IT и расширение сферы их применения стали причиной интенсивному формированию ПО.
Под программным обеспечением информационных совокупностей понимается совокупность программных и документальных средств нужных для и эксплуатации совокупностей обработки данных средствами вычислительной техники.
В зависимости от функций, делаемых программным обеспечением, его возможно условно поделить на 3 группы: системное (базисное) ПО, инструментальное ПО и прикладное ПО.
Системное (базисное) ПО организует процесс обработки информации в компьютере и снабжает рабочую среду для прикладных программ. Базисное ПО тесно связано с аппаратными средствами компьютера.
Инструментальное ПО предназначено для новых программ.
Прикладное ПО употребляется для ответа конкретных организации и задач пользователя вычислительного процесса информационной совокупности в целом.
В состав системного (базисного) ПО входят (рис. 3.2):
• операционные совокупности;
• сервисные программы;
• программы техобслуживания.
Операционные совокупности (ОС) реализовывают управление аппаратной частью компьютера, распределение его ресурсов и снабжают сотрудничество между аппаратными пользователем и средствами. Одной из наиболее значимых функции ОС есть автоматизация процессов ввода-вывода информации, управления исполнением прикладных задач, решаемых пользователем. ОС загружает нужную программу в память ЭВМ и смотрит за ходом ее исполнения; разбирает обстановке, мешающие обычным вычислениям, и дает указания о том, что нужно сделать, в случае, если появились затруднения. ОС есть средой для прикладного ПО.[11]
Рис. 3.2 Блок – схема системного ПО ПК.
Исходя из делаемых функций, ОС возможно классифицировать следующим образом:
1. по количеству в один момент трудящихся пользователей (однопользовательские, многопользовательские);
2. числу процессов, в один момент делаемых под управлением ОС (однозадачные, многозадачные);
3. количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные;
4. разрядности кода ОС: 8 – разрядные, 16 – разрядные, 32 – разрядные, 64 – разрядные;
5. типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);
6. типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, настоящего времени;
7. типу применения ресурсов: сетевые, локальные.
Однозадачные операционные совокупности предназначены для работы пользователя в любой момент времени лишь с одной задачей. Одним из представителей таких операционных совокупностей есть ОС MS-DOS.
Многозадачные ОС снабжают одновременное исполнение в памяти ЭВМ нескольких программ, и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами. Представителями данного класса ОС являются: UNIX, MS Windows 98, MS Windows 2000, MS Windows XP и другие.
Сетевые операционные совокупности появились с возникновением локальных и глобальных вычислительных сетей и предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Этот класс воображают следующие сетевые ОС: Novell NetWare, Микрософт Windows NT, UNIX, Микрософт Windows 2000 Server .
Возможно выделить главные тенденции операционных совокупностей:
1. понижение цены на операционные совокупности;
2. переход многих функций ОС, реализовывавшихся в виде программ, к реализации в виде микропрограмм, „зашитых“ в аппаратную часть компьютера;
3. обеспечение работы многопроцессорных компьютеров;
4. обеспечение совместимости программ для разных типов (поколений) компьютеров;
5. обеспечение исполнения параллельных программ;
6. создание ОС, в которых отдельные функции реализуются в процессорах различных компьютеров, образующих распределенную вычислительную сеть.
Сервисное ПО — это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных совокупностей.
По функциональным возможностям сервисные программы подразделяются на следующие виды:
1. улучшающие интерфейс пользователя;
2. защищающие эти от несанкционированного доступа и разрушения;
3. восстанавливающие эти;
4. ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;
5. программы архивации-разархивации;
6. противовирусные программы.
По реализации и способу организации сервисные средства смогут быть представлены: оболочками, автономными программами и утилитами. Отличие между утилитами и оболочками обычно выражается только в универсальности первых и специализации вторых.
Оболочки являются надстройкой над ОС либо группой утилит. автономные программы и Утилиты имеют узкоспециализированное назначение и делают любая собственную функцию. Но утилиты, в отличие от независимых программ, выполняются в среде соответствующих оболочек. Наряду с этим они соперничают в собственных функциях с программами ОС и другими утилитами.
Оболочки предоставляют пользователю как следует новый интерфейс и освобождают его от команд и детального знания операций ОС.
Функции большинства оболочек, к примеру семейства MS-DOS, направлены па работу с каталогами и файлами и снабжают стремительный поиск файлов; создание, редактирование и просмотр текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ.
Все оболочки снабжают ту либо иную степень защиты от неточностей пользователя, что сокращает возможность случайного уничтожения файлов.
Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS самый популярна оболочка Norton Commander и Volkov Commander.
Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки особых программ) по большей части по обслуживанию дисков и файловой совокупности.
Утилиты разрешают делать следующие функции:
1. обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления при сбоя и т. д.);
2. обслуживание каталогов и файлов (подобно оболочкам);
3. обновление и создание архивов;
4. предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;
5. печать текстовых и других файлов в форматах и различных режимах;
6. защита от компьютерных вирусов.
Из утилит, приобретших громаднейшую известность, возможно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities.
Программные средства противовирусной защиты снабжают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Термином «компьютерный вирус» именуется программа, в большинстве случаев маленькая по собственному размеру, владеющая свойством самовоспроизведения, внедряющаяся в другие программы и вызывающая деструктивные последствия.
Инструментальное ПО включает в себя трансляторы и языки программирования. Транслятором языка программирования именуется программа, осуществляющая перевод текста программы с языка программирования в машинный код.
Комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных компоновки и программ их и единое целое, именуется совокупностью программирования. В совокупности программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ. В зависимости от метода перевода с входного языка (языка программирования) трансляторы подразделяются на интерпретаторы и компиляторы.
В компиляции выполнения программы и процессы трансляции поделены во времени. Сперва компилируемая программа преобразуется в комплект объектных модулей на машинном языке, каковые после этого компонуются в единую машинную программу, готовую к исполнению и сохраняемую в виде файла носителе информации. Эта программа возможно выполнена многократно без повторной трансляции.
Интерпретатор осуществляет немедленное выполнение и пошаговую трансляцию операторов исходной программы: любой оператор входного языка программирования транслируется в одну либо пара команд машинного языка, каковые тут же выполняются без сохранения на диске. Главным преимуществом интерпретатора если сравнивать с компилятором есть простота.
Входной язык программирования именуется языком большого уровня по отношению к машинному языку, именуемому языком низкого уровня. Самый распространенными языками программирования большого уровня являются: Basic, C++, Fortran и др. Тенденции данных языков — появление языков четвертого поколения типа Visual Basic.
Особенное место среди языков программирования занимают Ассемблеры, воображающие собой комплекс, складывающийся из входного языка программирования ассемблера и ассемблер-компилятора. Ассемблер представляет собой условную (мнемоническую) запись машинных команд и дает возможность приобрести высокоэффективные программы на машинном языке. Но его применение требует высокой квалификации больших затрат и программиста времени па составление и отладку программ.
Под программами техобслуживания понимается комплекс программно-аппаратных средств для обнаружения и диагностики неточностей в ходе работы компьютера либо вычислительной совокупности в целом.
Они включают в себя:
• тестового контроля и средства диагностики правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, а также неисправностей и автоматического поиска ошибок;
• особые программы контроля и диагностики вычислительной среды информационной совокупности в целом.
Прикладное ПО предназначено для ответа конкретных задач (приложений) пользователя (рис.3.3). Пакеты прикладных программ являются инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, полностью освобождая его от необходимости знать, как делает компьютер те либо процедуры и иные функции по обработке информации.
Прикладное ПО трудится под управлением системного ПО, в частности операционных совокупностей. В состав прикладного ПО входят:
• проблемно – ориентированные пакеты прикладных программ разного назначения;
• интегрированные пакеты прикладных программ.
К проблемно – ориентированным пакетам прикладных программ (ППП) относятся:
1) Текстовые процессоры (MS Word, Lexicon 5.0, Word Perfect);
2) Настольные издательские совокупности, совокупности верстки (Adobe PageMaker, Copel Ventura Publisher);
3) Графические редакторы (Adobe Photoshop, Paintbrush, Adobe Illustrator);
4) Программы демонстрационной графики;
5) Мультимедийные программы (Adobe Premiere, Sound Forde, Cdex, Audiograbber);
6) Совокупности автоматизации проектирования (AutoCAD, TurboCAD, Drawbase);
7) Организаторы работ (MS Project, Lotus Organizer);
Рис. 3.3 Блок – схема прикладного ПО ПК.
Табличные процессоры (MS Excel, Quattro Pro, Lotus3);
9) Совокупности управления базами данных (Access, FoxPro, Paradox);
10) Программы распознавания знаков (FineReader, CuneiForm);
11) Денежные программы (1C.Бухгалтерия, Инфобухгалтер, Декарт);
Редактором именуется программа, предназначенный для и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстраций. Они предназначены, по большей части, для автоматизации документооборота на предприятии либо в организации.
Редакторы по своим функциональным возможностям возможно подразделить на текстовые, графические и издательские совокупности.
Текстовые процессоры предназначены для обработки текстовой информации и делают, по большей части, следующие функции:
1. запись текста в файл;
2. вставку, удаление, замену знаков, строчков, фрагментов текста;
3. диагностику орфографии;
4. оформление текста разными шрифтами;
5. выравнивание текста;
6. подготовку оглавлений, разбиение текста на страницы;
7. поиск и замену выражений и слов;
8. включение в текст несложных иллюстраций;
9. печать текста.
Графические редакторы предназначены для обработки графических документов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таблицы. Допускается управление размером шрифтов и фигур, перемещение букв и фигур, формирование любых изображений.
Издательские совокупности соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов, владеют развитыми возможностями по форматированию полос с последующим выводом и графическими материалами на печать. Эти совокупности ориентированы на применение в издательском деле и именуются совокупностями верстки.
Электронной таблицей именуется программы, предназначенные для обработки таблиц. Данные в таблице сохраняются в ячейках, находящихся на пересечении строк и столбцов. В ячейках смогут храниться числа, формулы и символьные данные. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержимого вторых ячеек. Изменение содержимого ячейки ведет к трансформации значений в зависящих от нее ячейках.
Совокупности управления базами данных
База данных — это совокупность особым образом организованных комплектов данных, хранящихся на диске.
Управление базой данных включает в себя ввод данных, их манипулирование и коррекцию данными, другими словами добавление, удаление, извлечение, обновление и т. д. Развитые СУБД снабжают независимость прикладных программ, трудящихся с ними, от конкретной организации информации в базах данных. В зависимости от метода организации данных различают: сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.
Интегрированными пакетами именуются ППП, объединяющие в себе функционально разные программные компоненты ППП неспециализированного назначения.
Современные интегрированные ППП смогут включать в себя:
• текстовый процессор;
• электронную таблицу;
• графический редактор;
• СУБД;
• коммуникационный модуль.
В качестве дополнительных модулей и интегрированный пакет смогут включаться такие компоненты, как совокупность экспорта-импорта файлов, калькулятор, календарь, совокупности программирования.
Информационная связь между компонентами обеспечивается методом унификации форматов представления разных данных. Интеграция разных компонентов в единую совокупность предоставляет пользователю неоспоримые преимущества в интерфейсе, но неизбежно проигрывает в части повышенных требований к оперативной памяти.
Из имеющихся пакетов возможно выделить следующие: Framework, Микрософт Office.
Полносвязанные пакеты являются многофункциональный независимый пакет, в котором в одно целое соединены возможности и функции специальных (проблемно-ориентированных)пакетов, родственных по разработке обработки данных. В данных программах происходит интеграция функций редактора текстов, СУБД и табличного процессора. Пакеты снабжают связь между данными, но за счет сужения возможностей каждого компонента в отдельности. Представителями данного класса пакетов являются: для ОС MS DOS – FrameWork, Windows – Микрософт Works.
Объектно-связанные интегрированные пакеты – одно из новых направлений в технологии ПО. Подход к интеграции программных средств содержится в объединении специальных пакетов в рамках единой ресурсной базы и обеспечении сотрудничества приложений, на уровне объектов и единого упрощенного центра – тумблера между приложениями. самые мощные пакеты данного типа: MS Office, Borland Office. В опытной версии пакетов присутствуют четыре приложения: текстовый процессор, СУБД, табличный процессор, пакет демонстрационной графики. В пользовательском варианте СУБД отсутствуют.
Экспертные совокупности (ЭС)
Неизменно возрастающие требования к средствам обработки информации в социальной сфере и экономике стимулировали компьютеризацию процессов ответа эвристических (неформализованных) задач типа «что будет, в случае, если», основанных на опыте и логике экспертов. Главная мысль наряду с этим содержится в переходе от строго формализованных методов, предписывающих, как решать задачу, к логическому программированию с указанием, что необходимо решать на базе знаний, накопленных экспертами предметных областей.
Такая совокупность обязана владеть следующим списком черт:
•свойством рассуждать при неполных и противоречивых данных;
•свойством растолковывать цепочку рассуждений понятным для пользователя методом;
•механизм и факты вывода должны быть четко отделены друг от друга (знания не встраиваются в процедуры дедукции);
•конструкция совокупности обязана снабжать возможность эволюционного наращивания базы знаний;
•на выходе экспертная совокупность обязана выдавать совет — не таблицу цифр либо прекрасные картины на экране, а четкий совет;
•она должна быть экономически удачна.
Базу экспертных совокупностей образовывает база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области. Имеются две главные формы представления знаний в ЭС: правила и факты. Факты фиксируют количественные и качественные показатели процессов и явлений. Правила обрисовывают соотношения между фактами, в большинстве случаев в виде логических условий, связывающих следствия и причины.
Для решения задач аналогичного класса употребляются так именуемые экспертные совокупности.
Экспертные совокупности — это совокупности обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки ответов пользователей на уровне опытных специалистов.
Экспертные совокупности употребляются для целей:
1) интерпретации состояния совокупностей;
2) прогноза обстановок в совокупностях;
3) диагностики состояния совокупностей;
4) целевого планирования;
5) устранения нарушений функционирования совокупности;
6) управления процессом функционирования; и т. д.
В качестве средств реализации экспертных совокупностей на ЭВМ применяют так именуемые оболочки экспертных совокупностей. Примерами оболочек экспертных совокупностей, являются: Диалог, Expert-Ease.
Файловая совокупность
Файл — это поименованная совокупность данных, представленных на машинном носителе информации.
Эти, хранящиеся в файлах,— это программы на алгоритмическом либо машинном языке, данные для работы программ либо результаты исполнения программ, тексты, закодированные изображения.
Файловая совокупность включает в себя, кроме самих файлов, правила способов имен обращения и образования файлов к ним, структуру хранения оглавления и иерархическую систему файлов файлов па дисках.
Любой файл владеет рядом характерных особенностей – атрибутов. Наиболее значимыми атрибутами файла являются: имя файла, тип (расширение), размер, дата и время его создания либо последнего трансформации.
Имя файла – идентификатор файла, содержащий от 1 до 256 знаков, в качестве знаков употребляются буквы латинского и русского алфавита, цифры и другие знаки. Запрещается применять знаки: ( . , : ; ? * \ / ) так как они употребляются как указатели.
Запрещены и не смогут употребляться в именах файлов зарезервированные ОС слова:
COM1…COM3 – имена последовательных портов ввода – вывода информации;
LPT1…LPT4 — имена параллельных портов ввода – вывода информации;
NUL – имя несуществующего устройства, эмулирующего выводные операции без настоящего вывода;
PRN – имя принтера;
AUX – имя дополнительного устройства ввода – вывода;
CON – имя при вводе информации обозначающее клавиатуру, а при выводе монитор компьютера;
Имя файла возможно полным и неполным. Полное (составное) имя файла в ОС складывается из двух расширения: имени и частей файла. Расширение, именуемое кроме этого типом файла, может отсутствовать; в этом случае имя файла есть неполным.
Расширение (тип) файла – это спецификация файла, отделяется от имени файла точкой и имеет от 0 до 3 знаков. По расширению возможно делать выводы, какого именно рода информация содержится в файле.
В ОС Windows общеприняты следующие стандарты расширения (таблица 3.1.):
| Таблица 3.1. Стандарты расширения файлов | |
| Расширение файла | Содержимое файла |
| .com | Разновидность программы в машинных кодах (делаемый файл) |
| .exe | Разновидность программы в машинных кодах (делаемый файл) |
| .bat | Командный файл (делаемый файл) |
| .bak | Резервный файл |
| .tmp | Временный файл |
| Расширение файла | Содержимое файла |
| .doc | Файл с документом |
| .txt | Текстовый файл |
| .dat | Файл с числовыми данными |
| .hlp | Файл встроенной справочной совокупности |
| .sys | Системный файл |
| .for | Программа на языке Фортран |
| .pas | Программа на языке Паскаль |
| .c | Программа на языке СИ |
| .rar | Архивный файл в WinRAR |
| .zip | Архивный файл в WinZip |
| .bmp | Графический файл |
| .tif | Графический файл |
| .pcx | Графический файл |
| MP3 | Аудио файл |
| .avi | Видео файл |
В качестве дополнительных атрибутов употребляются еще четыре атрибута: лишь для чтения, архивный, системный и скрытый.
Read-only — «лишь для чтения». При попытке обновить либо стереть с лица земли таковой файл системными средствами будет выдано сообщение об ошибочных действиях. Атрибут файла устанавливается для защиты файла от случайного трансформации либо уничтожения.
Hidden — «скрытый файл». При просмотре каталога сведения о скрытом файле не выдаются. Этот атрибут в большинстве случаев устанавливается для самые важных файлов нужных для функционирования ОС и для файлов каковые необходимо обезопасисть от несанкционированного доступа.
System — «системный файл». Эти файлы применяет ОС. В MS-DOS системные файлы MSDOS.SYS и IO.SYS снабжают работу внешних устройств ПК; они являются скрытыми.
Archive — «не архивированный файл». Данный атрибут устанавливается в большинстве случаев на протяжении работы с файлом, при его трансформации. По окончанию сеанса работы он, в большинстве случаев, снимается.
Делая такие действия как копирование файлов, их удаление, поиск на носителе информации мы можем оперировать сходу с группой файлов. Для обозначения данных групп употребляются шаблоны имен файлов.
Шаблоном файла — именуется имя файла пли расширения, в которых употребляются так именуемые глобальные знаки (знаки шаблона). Глобальными являются знаки * (звездочка) и ? (вопросительный символ).
Звездочка в имени (расширении) файла обозначает, что на ее месте, начиная с данной позиции и до конца имени (расширения) смогут находиться каждые допустимые символы в любом сочетании. К примеру по шаблону *.* — будут отобраны файлы имеющие любое расширение и любое имя.
Вопросительный символ в имени файла (расширении) свидетельствует, что в данной позиции может находиться любой допустимый знак. В имени файла (расширения) возможно пара вопросительных знаков. К примеру, PROG?.EXE — выполнимый файл, начинающийся с букв PROG и имеющий в пятой позиции любой допустимый знак (PROGA.EXE, PROGB.EXE).
Глобальные знаки комфортно применять в командах MS-DOS, MS-Windows, программных оболочках, к примеру Norton Commander, и других программных продуктах.
Каталогом, папкой либо директорией — именуется особый файл, в котором находятся сведения о вторых файлах.
Выражение «файл входит в каталог» пли «файл содержится в каталоге» свидетельствует, что сведения об этом файле находятся в данном каталоге. Каталог именуют кроме этого директорией (от британского directory — справочник, указатель).
Каталог складывается из следующих главных элементов:
1. полного имени файла;
2. времени и даты создания либо последнего трансформации файла;
3. размера файла в байтах;
4. атрибутов файла;
5. кое-какие другие сведения о файловой структуре диска.
На любом диске постоянно существует основной, либо корневой, каталог, что создается в ходе форматирования диска. Количество файлов, зарегистрированных в корневом каталоге, зависит от ёмкости и типа диска. Много файлов в корневом каталоге некомфортно для пользователя и замедляет поиск файлов. Помимо этого, может появиться обстановка, в то время, когда емкости главного каталога выясняется слишком мало для всех файлов, подлежащих хранению на диске. Исходя из этого ОС предоставляет возможность создавать на диске иерархическую совокупность каталогов. В данной совокупности элементами каталога смогут быть не только простые файлы, но и другие подчиненные каталоги (подкаталоги), каковые, со своей стороны, смогут включать наровне с обычными файлами подкаталоги более низкого уровня. Количество элементов в подкаталоге ограничено (фактически) лишь емкостью диска. В большинстве случаев подкаталоги для краткости именуют легко каталогами.
Корневой каталог именуется (обозначается) знаком \ (обратный слэш). Корневой каталог на каждом диске единственный и не может быть удален программно.
Правила именования некорневых каталогов совпадают с правилами именования файлов, но расширения, в большинстве случаев, не употребляются.
Любой диск хранит собственную файловую структуру, которая формируется по следующим правилам:
1. в различных каталогах у файлов смогут быть однообразные имена, но в одном каталоге имена файлов должны различаться;
2. на порядок каталогов и следования файлов в каталоге никаких ограничений не накладывается;
3. глубина вложенности каталогов ограничивается числом знаков в длине пути каталогов.
Каталоги образуют иерархическую структуру, именуемую деревом каталогов, подобную перевернутому дереву, в котором основной каталог об разует «корень» дерева (из этого второе наименование главного каталога — «корневой»), а остальные каталоги подобны ветвям.
На рис. 3.4 представлена часть дерева каталогов диска A:. В корневой каталог разглядываемого дерева каталогов входят подкаталоги DOS, VC и WINDOWS. Со своей стороны, в каталог WINDOWS входят подкаталоги SYSTEM, INF, COMMAND и HELP.
В случае, если какие-либо файлы либо подкаталоги объединены в каталог, то говорят, что они входят в данный каталог. Но объединение файлов в каталоги не свидетельствует, что они каким-либо образом сгруппированы в одном месте па диске. Более того, одинаковый файл возможно фрагментирован по всему диску. Сведения о местонахождении отдельных частей файла, именуемых кластерами, сохраняются к таблице размещения файлов (FAT, File Allocation Table), находящейся на этом же диске. Номер первого кластера файла содержится кроме этого в каталоге, в который входит файл, благодаря чему ускоряется поиск файла на диске. Файл с одним и тем же именем может пребывать в нескольких каталогах диска, но пара одноименных файлов в одном каталоге пребывать не смогут. В древовидной файловой структуре большими буквами записываются имена каталогов, а строчными – имена файлов.
| Рис.3.4 Дерево каталогов диска A |
A:\ DOS
VC
WINDOWS SYSTEM
INF
COMMAND
Чтобы ОС имела возможность обратиться к файлу, нужно указать:
1. имя диска;
2. путь каталогов;
3. полное имя файла.
Эта информация указывается в спецификации файла, которая имеет следующий формат:
[имя диска:]\[имя каталога]\ [имя подкаталога]\ [имя файла.тип]
Полным маршрутом (методом) к файлу именуется последовательность каталогов, ведущих от корневого каталога к этому файлу.
Диски, к каким обращается пользователь, обозначаются следующим образом:
1. A;B – накопители на эластичных магнитных дисках;
2. C – накопитель на твёрдом магнитном диске, на что в большинстве случаев устанавливается ОС;
3. D ~ Z – накопитель на твёрдом магнитном диске, логический диск, CD – ROM;
Тема № 4. Компьютерные сети