Совокупность программ и сопровождающей их документации, предназначенная для решения задач на ПК, называется програмным обеспечением /ПО/ /software/.Программное обеспечение делится на системное и прикладное.
Программное обеспечение, необходимое для управления компьютером, для создания и поддержки выполнения других программ пользователя, а также для предоставления пользователю набора всевозможных услуг, называется системным программным обеспечением /system software/.
Системное программное обеспечение можно классифицировать следующим образом: операционные системы, сервисные системы, программно — инструментальные средства и системы технического обслуживания.
В наборе системных программных продуктов главное место занимают операционные системы /operating system/. Операционная система / ОС/-совокупность программ, управляющих работой всех устройств ПК и процессом выполнения прикладных программ. ОС берет на себя выполнение таких операция, как контроль работоспособности оборудования ПК, выполнение процедуры начальной загрузки, управление работой устройств ПК, управление файловой системой, взаимодействие пользователя с ПК, загрузка и выполнение прикладных программ, распределение ресурсов ПК, таких, как оперативная память, процессорное время и периферийные устройства между прикладными программами.
До появления микропроцессоров каждый производитель разрабатывал свою собственную ОС, не заботясь о ее совместимости с ПК других разработчиков. С появлением микропроцессорный техники потребности в ОС существенно изменились. Так как для первых микрокомпьютеров не нужно было сложных ОС, стали создаваться небольшие фирмы по выпуску только ОС для микропроцессоров. На начальном этапе развития средств вычислительной техники на большинстве ПК была установлена операционная система MS DOS /MS Disk Operation System – дисковая операционная система фирмы MS/ или один из ее аналогов, например, PK DOS /Personal computer Disk Operation System – дисковая операционная система персональных компьютеров/ фирмы IBM либо Dos фирмы Novell.
Операционная система семейства DOS, несмотря на свою простоту и экономичность, морально устарели, и на смену им пришли операционные системы нового поколения.
Операционная система являясь главной частью сетевого программного обеспечения, создает среду для выполнения приложений и во многом определяет, на сколько эффективно будут работать эти приложения. Очевидно, что главным требованием, предъявляемым к операционной системе является способность выполнения основных функций: эффективное управление ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. В связи с этим современная операционная система должна обеспечивать:
- Многозадачность – способность обеспечивать несколько программ одновременно
- Развитый графический пользовательский интерфейс
- Использование всех возможностей, предоставляемых современными микропроцессорами
- Устойчивость в работе и защищенность
- Полная независимость от аппаратуры /поддержка всех видов периферийного оборудования/
- Средство обеспечения компьютерной безопасности и др.
- Совместимость со всеми видами приложений, разработанных для MS DOS.
Кроме того современные ОС должны обеспечивать поддержку сетевых функций:
- Совместного использования файлов и принтеров для высокой производительности
- Эффективного выполнения прикладных программ, ориентированных на архитектуру /клиент-сервер/, в том числе прикладных программ производителей
- Дистанционного доступа к сети
- Работать на различных платформах и с различным сетевым оборудованием
- Обеспечит интеграцию с Интернетом, то есть поддержку соответствующих протоколов и программного обеспечения веб-сервера
- Организация внутренней электронной почты, телеконференции
- Доступа к ресурсам территориально распределенных многосерверных сетей
К числу таких ОС относятся Windows NT /NT- New Technology – “Новая технология”/, Windows 2000, Windows XP, ОS_2, Warp фирмы IBM, операционные системы семейства UNIX.
Среди имеющегося разнообразия операционных систем особое место занимают сетевые ОС. Среди сетевых ОС лидирующее положение занимает система NetWare фирмы Novell. Учитывая, что сетевая проблематика в настоящее время является весьма актуальной, современная операционная система наделяются теми или иными сетевыми возможностями. Сказанное имеет отношение ко всем перечисленным ОС.
Сервисные системы расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю, а также выполняемым программам набор разнообразных дополнительных услуг. Серверным системам относятся оболочки утилиты и операционные среды /интерфейсные системы/.
Оболочка операционной системы – это программный продукт, который делает общение пользователя с компьютером более комфортным. В связи с несовершенством пользовательского интерфейса операционных систем семейства DOS было разработано несколько операционных оболочек. Наибольшую популярность среди пользователей ПК получила операционная оболочка Norton Commander,созданная компанией Peter Norton Computing.
Утилиты — это служебные программы, которые предоставляют пользователю ряд дополнительных услуг. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций операционных систем. Некоторые служебные программы /как правило, это программы обслуживания/ изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций. В разработке и эксплуатации служебных программ существуют два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением. К утилитам относят следующие программные средства: дисковые компрессоры, дисковые дефрагментаторы, программы резервного копирования данных, архиваторы, программы, оптимизирующие использование оперативной памяти, программы защиты и восстановления данных, антивирусные программы и др. Для обслуживания жесткого диска в среде Windows используются служебные программы. К ним относятся следующие программы и утилиты, которые удовлетворяют минимальным требованиям пользователя ПК: программы дефрагментации диска /DEFRAG/, проверки диска /Scandisk/, уплотнения диска /DrvSpace/, резервирования и восстановления файлов /Backup/, архиваторы, системный монитор /System monitor/, антивирусные программы.
Дадим им краткую характеристику.
Утилита дефрагментации диска/ DEFRAG/предназначена для оптимизации работы диска и повышения скорости доступа к нему. При копировании, удалении и перемещении файлов на жестком или гибком диске возникают пустые места, которые затем заполняются фрагментами других файлов. Файловая система Windows дает возможность хранить файлы фрагментами. Если файл разбит на несколько фрагментов, скорость доступа к нему уменьшается, поскольку на перемещение головок диска к очередному фрагменту требуется намного больше времени, чем на его считывание. Дефрагментация диска состоит в том, что фрагменты файла собираются в один блок.
Можно выбрать один из трех способов дефрагментации: полную дефрагментацию, дефрагментацию только файлов, объединение свободных участков диска.
В первом случае фрагменты файлов объединяются так, чтобы файлы занимали непрерывный участок диска. Все свободное пространство на диске также объединяется в один участок. Этот режим работы требует максимального времени. Во втором случае выполняется объединение только фрагментов файлов. Они будут занимать последовательные участки на диске, но между ними может быть свободное пространство, доступное для размещения других файлов. В третьем случае отдельные свободные участки на диске собираются в один большой блок.
Программа проверки диска /Scandisk/ проверяет правильность информации, которая содержится в таблицах распределения файлов диска/FAT/,а также осуществляет поиск сбойных блоков диска. Если FAT-таблица повреждена и несколько файлов оказались наложенными друг на друга, их можно удалить или сделать отдельную копию для каждого файла. Копии файлов имеет смысл делать в том случае, если пользователь хорошо представляет себе логическую структуру диска и может восстановить ее. В противном случае их придется удалить, потеряв содержимое. Если в таблице распределения файлов отмечено, что часть диска занято информации, который не принадлежит никакому файлу, то соответствующие блоки можно преобразовать в файл, чтобы потом просмотреть эту информацию, и, возможно спасти ее.
Программа уплотнения диска /DRVSpace/ предназначена для создания и обслуживания уплотненных дисков. Уплотненный диск представляет собой файл на обычном физическом гибком или жестком диске. Работа с таким диском ничем не отличается от работы с простым диском. Разница заключается только в том, что при записи на диск данные сжимаются, а при чтении восстанавливаются снова, поэтому чтение и запись выполняется чуть медленнее чем для обычного диска.
Программа резервирования /копирования/ данных на диске работают в трех режимах: резервирование /BackUp/, восстановление /Restore/ и сравнение исходных данных с их резервными копиями. Для резервных копий используются дискеты, кассеты с магнитной лентой или другие сменные носители информации, а также возможно резервирование на другие жесткие диски.
Средства сжатия данных /архиваторы/ Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение за счет того, что большие группы файлов и каталогов сводятся в один архивный файл. При этом повышается эффективность использования носителя за счет того, что архивные файлы обычно имеют повышенную плотность записи информации. Архиваторы часто используют для создания резервных копий ценных бумаг.
Средство просмотра и воспроизведения. Обычно для работы с файлами данных необходимо загрузить их в родительскую прикладную систему, с помощью которой они были созданы. Это дает возможность просматривать документы и вносить в них изменения. Но в тех случаях, когда требуется только просмотр без редактирования, удобно использовать более простые или более универсальные средства, позволяющие просматривать документы разных типов.
Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Они выполняют необходимые проверки и выдают собранную информацию в удобном и наглядном виде. Их используют не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы.
Средства контроля /мониторинга/. Программные средства контроля иногда называют мониторами. Они позволяют следить за процессами происходящими в компьютерной системе. При этом возможны два подхода: наблюдение в реальной режиме времени и контроль записи результатов в специальном протокольном файле. Первый подход обычно используют для оптимизации работы вычислительной системы и повышение ее эффективности. Второй подход используют в тех случаях, когда мониторинг выполняется автоматически или дистанционно. В последнем случае результаты мониторинга можно передать удаленной службе технической поддержки для установления причин конфликтов в работе программного и аппаратного обеспечения.
Мониторы установки. Программы этой категории предназначены для контроля за установкой программного обеспечения. Необходимость в данном программном обеспечении связано с тем, что между различными категориями программного обеспечения могут устанавливаться связи. Вертикальные связи /между уровнями/ являются необходимым условием функционирования всех компьютеров. Горизонтальные связи /внутриуровневые/ характерны для компьютеров, работающих с операционными системами, поддерживающие принцип совместного использования одних и тех же ресурсов разными программными средствами. И в тех и других случаях при установке или удалении программного обеспечения могут происходить нарушения работоспособности прочих программ.
Мониторы установки следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей и позволяют восстанавливать связи, утраченные в результате удаления раннее установленных программ.
Простейшие средства управления установкой и удалением программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, однако они редко бывают достаточными. Поэтому в вычислительных системах требующих повышенной надежности используют дополнительные служебные программы.
Диспетчеры файлов /файловые менеджеры/. С помощью программ данного класса выполняется большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов /папок/, удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства предназначенные для этой цели, обычно входят в состав программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой. Однако для повышения удобства работы с компьютером большинство пользователей дополнительные служебные программы.
Средства коммуникации /коммуникационные программы/. С появлением электронной связи Ки компьютерных сетей программы этого класса приобрели очень большое значение. Они позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями /группами новостей/, обеспечивают пересылку факсимильных сообщений и выполняют множество других операций в компьютерных сетях.
Средства обеспечения компьютерной безопасности. К этой весьма широкой категории относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждений, а также средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных.
В качестве средств пассивной защиты используют служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Нередко они обладают и базовыми свойствами диспетчеров архивов. В качестве средств активной защиты применяют антивирусной программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения служат специальные системы, основанные на криптографии.
Антивирусные программы появились почти одновременно с персональными компьютерами и с тех пор состав их постоянно растет. Современные антивирусные пакеты являются интегрированными средствами для выявления и устранения компьютерных вирусов. В связи с появлением операционных систем /Windows XP, Windows NT, Windows 2000, OS/2/ задача обеспечения антивирусной защиты чрезвычайно усложнилась. Одним из наиболее перспективных направлений развития антивирусных средств является создание сетевых версий этих продуктов. Сетевой антивирусный пакет устанавливается на сервер и при обнаружении вируса блокирует дальнейшую работу с пораженными ресурсами.
Различия между операционными оболочками и операционными средствами достаточно условны. В ряде литературных источников они стерты, так как операционная среда обладает всеми признаками оболочки, за исключением того, что последняя не формирует новой среды для выполнения программ. Это является функцией лишь операционной системы. В свою очередь, операционную среду нельзя назвать операционной системой, так как она не может функционировать самостоятельно. Исходя из этого операционную среду можно назвать полнофункциональной надстройкой над ОС. Наиболее известными операционными средами являются системы Windows 3.1 и Windows for Workgroups / Windows для рабочих групп/,которые функционируют поверх DOS,при этом Windows for Workgroups является сетевым расширением Windows 3.1.
Программно-инструментальные средства — это программные продукты, предназначенные для разработки программного обеспечения. К ним относят системы программирования, которые включают систему команд процессора и периферийных устройств, трансляторы с различных языков программирования. В настоящее время наиболее часто используются процедурно-ориентированные системы программирования, такие, как MS Visual Basic, Borland Delphi и инструментарий искусственного интеллекта. При их использовании следует указать исходные данные и требуемые результаты, а сам алгоритм генерируется системой программирования.
Системы технического обслуживания – совокупность программно-аппаратных средств ПК для обнаружения сбоев в прочесе работы компьютера. Они предназначены для проверки работоспособности отдельных улов, блоков и всей машины в целом, являясь инструментом специалистов по эксплуатации и ремонту технических средств компьютера.
Эти средства можно разделить на средства диагностики ПК, тестового контроля, аппаратного контроля и программно-аппаратного контроля.
Средства диагностики обеспечивают автоматических поиск ошибок и выполнение неисправностей с определенной локализацией их в ПК и в его отдельных модулях.
Программно-логический контроль основан на использовании избыточного кода исходных и промежуточных данных ПК, что позволяет находить ошибки при изменении значения отдельных битов данных.
Тестовый контроль осуществляется с помощью специальных тестов для проверки правильности работы ПК или его отдельных устройств.
Аппаратный контроль ведется автоматически с помощью встроенного в ПК оборудования.
Программно-аппаратный контроль включает программный и аппаратный контроль.
Программное обеспечение, которое предназначено для решения определенных классов задач пользователя, называют прикладным /Application Soft Ware/. Прикладное программное обеспечение состоит их пакет прикладных программ /ППП/ и прикладных программ пользователя.
В настоящее время значительное место в прикладном ПО занимают пакеты прикладных программ, которые по сфере применения делятся на проблемно-ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты.
Отличительной чертой проблемно-ориентированных ППП являются их сравнительно узкая направленность на определенный круг решаемых задач и большое их разнообразие.
Интегрированные пакеты делопроизводства. Эти пакеты представляют собой программные средства автоматизации рабочего места руководителя. К основным функциям подобных систем относятся функции создания, редактирования и форматирования простейших документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризации и мониторинг документооборота предприятия, координация деятельности подразделений, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка по запросу оперативной и справочной информации.
Бухгалтерские системы. Это специализированные программы, сочетающие возможности текстовых и табличных процессов, систем управления базами данных. Предназначены для автоматизации подготовки первичных бухгалтерских документов предприятия и их учета, ведение счетов бухгалтерского учета, а также для автоматической подготовки регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, принятой для предоставления в налоговые органы, в не бюджетные фонды и органы статистического учета. Не смотря на то, что теоретически все функции, характерны для бухгалтерских систем, можно исполнять и другими программными средствами, использование бухгалтерских систем удобно благодаря интеграции разных средств в одной системе. При решении о внедрении на предприятия автоматизированной системы бухгалтерского учета необходимо учитывать необходимость наличия в ней средств адаптации при изменении нормативно-правовой базы. В связи с тем, что в данной области нормативно-правовая база в России отличается крайней нестабильностью и подвержена частым изменениям, возможность гибкой перенастройки системы является обязательной функцией, хотя это требует от пользователей системы повышенной квалификации.
Финансовые аналитические системы. Программы это класса используются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, проводить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты.
Системы автоматизированного проектирования /САD/ — системы. Эти системы предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме чертежно-графических работ, они позволяют проводить простейшие расчеты /например, расчеты прочности деталей/ и выбор готовых конструктивных элементов из обширных баз данных. Отличительная особенность /САD/ — систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил, что освобождает конструктора или архитектора от работ нетворческого характера.
Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования.
Пакеты общего назначения /методо — ориентированные пакеты/ предназначены для решения типовых задач обработки данных.
В комплект офисных приложений MS Office входят табличный процессор MS Excel, текстовой процессор MS Word, система управления базами данных MS Access, пакет презентаций MS Power Point.
Редакторы HTML /Web — редакторы/. Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования так называемых web –документов /web страниц интернета/. Web документы это электронные документы, при подготовке которых следует учитывать ряд особенностей, связанных с приемом / передачи информации в Интернете.
Теоретически для создания web документов можно использовать обычные текстовые редакторы и процессоры, а также некоторые из графических редакторов векторной графики, но web редакторы обладают рядом полезных функций, повышающих производительность труда web-дизайнеров. Программы этого класса можно также эффективно использовать для подготовки электронных документов и мультимедийных изданий.
Браузеры /обозреватели, средства просмотра web/. К этой категории относятся программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML /документы этого формата используются в качестве web -документов/.Современные браузеры воспроизводят не только текст и графику. Они могут воспроизводить музыку, человеческую речь , обеспечивать прослушивание радиопередач в Интернете, просмотр видеоконференций, работу со службами электронной почты, с системой телеконференций /групп новостей/ и многое другое.
Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания или обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики /3D редакторы/.
Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащих в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяют в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуется обширные специальные знания. Характерной особенностью экспертных систем является их способность к саморазвитию. Исходные данные хранятся в базе знаний в виде фактов, между которыми с помощью специалистов-экспертов устанавливается определенная система отношений. Если на этапе тестирования экспертной системы устанавливается, что она дает не корректные рекомендации и заключения по конкретным вопросам или не может дать их вообще, это означает, либо отсутствие важных фактов в ее базе, либо нарушение в логической системе отношений. И в том, и в другом случае экспертная система сама может сгенерировать достаточный набор запросов к эксперту и автоматически повысить свое качество. С использованием экспертных систем связана особая область научно-технической деятельности, называемая инженерией знаний.
Система видеомонтажа. Предназначена для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, титров и субтитров.
Отдельные категории прикладных программных средств обладающие своими развитыми внутренними системами классификации представляют обучающие, развивающие, справочные, развлекательные системы и программы. Характерной особенностью этих классов программного обеспечения является повышенное требование к мультимедийной составляющей /использованию музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов/.
Интегрированные ППП – это совокупность функционально различных программных модулей, способных взаимодействовать между собой путем обмена данными через единый пользовательских интерфейс. Областью применения таких пакетов является в основном экономическая сфера. Интегрированные пакеты обеспечиваются вычислительные потребности пользователя без обращения к другим программным продуктам. В структуре пакета предусмотрен модуль управления, обеспечивающий переключение между приложениями и бесконфликтное использование общих данных. Современные интегрированные пакеты содержат, как правило пять функциональных компонентов: табличный процессор, текстовой /процессор/ редактор, система управления базами данных /СУБД/, графический редактор, коммуникационные средства.
Прикладные программы создаются разработчиками с использованием средств программирования, имеющихся в их распоряжении в составе конкретной вычислительной среды. В этом случае создание и отладка программ осуществляется обычно индивидуально в соответствии с правилами и соглашением ППП или ОС, в рамках которых они применяются.