Содержание | Программные средства
Программные средства компьютеров
Людям приходится решать множество проблем - рабочих, коммуникационных, транспортных, финансовых и множества других. Для решения многих из этих проблем требуется помощь компьютера.
К сожалению, компьютеры распознают только нули и единицы двоичной системы счислению и не понимают обычного человеческого языка. Именно здесь на помощь приходят программные средства, или программное обеспечение (software). Иногда говорят про математическое обеспечение, но этот термин относится к давним временам, когда компьютеры использовались как быстродействующие калькуляторы. Программное обеспечение позволяет сформулировать для компьютера конкретную проблему и заставить компьютер предоставить людям результаты ее решения. По существу, программное обеспечение служит связью между человеком и компьютером.
Прежде чем аппаратные средства смогут фактически считать данные, обработать их и получить нужную информацию, им необходим набор команд (инструкций - instructions), называемый программой, которая фактически управляет работой процессора. Программы, как и данные, считываются в основную память под управлением процессора.
Программы, необходимые конкретным пользователям или охватывающие целые прикладные области, разрабатывают профессиональные программисты (programmers). Совокупность программ, которая позволяет компьютерной системе обрабатывать данные, называется программным обеспечением (software).
Для компьютеров требуется программное обеспечение двух типов - системное программное обеспечение (system software) для общего управления работой компьютерной системы и прикладное программное обеспечение (application software) для обработки входных данных и предоставления пользователям осмысленной выходной информацией.
Когда пользователь работает с прикладной программой, или, короче, приложением (application, app) системное программное обеспечение продолжает управлять большинством аппаратных компонентов компьютера. Оно действует как посредник между аппаратными средствами и прикладной программой.
Системное программное обеспечение помогает аппаратным компонентам работать совместно и предоставляет поддержку прикладным программам. Системное программное обеспечение включает в себя операционные системы (operating systems), операционные среды (operating environments), трансляторы языков (language translators), утилиты (utilities), или вспомогательные программы, и мониторы производительности (performance monitors). Наиболее важными компонентами системного программного обеспечения являются операционные системы и операционные среды.
Операционная система
Операционная система представляет собой совокупность программ, которые помогают аппаратным компонентам работать совместно, не мешая друг другу. Некоторые программы операционной системы работают автоматически и не требуют вмешательства человека. Другие компоненты (утилиты) предоставляют пользователю помощь в выполнении задач, обеспечивающих правильную работу компьютерной системы.
Как же операционная система выполняет свои функции? Прежде всего операционную систему необходимо загрузить в основную память. Этот процесс называется загрузкой (booting) системы. После загрузки операционной системы один из ее компонентов, называемый супервизором (supervisor program), остается в основной памяти все время. Такая программа называется резидентной программой (resident program). Другие компоненты операционной системы находятся на диске и загружаются в основную память только при необходимости. Такие программы называются транзитными (transient programs).
Операционная система передается в основную память при загрузке компьютера.
Несмотря на определенные различия операционных систем все они имеют три общих свойства. Все операционные системы выполняют следующие задачи:
- Управление системными ресурсами.
- Управление процессами ввода и вывода.
- Предоставление пользователю возможности взаимодействовать с операционной системой.
Управление памятью
Управление процессами ввода и вывода
Управление файлами
Управление запуском системы и обеспечение возможности взаимодействия пользователю с операционной системой
Прикладное программное обеспечение
Несмотря на то, что системное программное обеспечение очень важно для эффективной работы компьютера, пользователям необходимы прикладные программы, или приложения (applications, apps), для обработки текста, "блуждания" по Internet или работы с электронной почтой. Системное программное обеспечение управляет аппаратными средствами компьютера, а прикладное программное обеспечение делает компьютер полезным инструментом. Практически вся работа пользователя на компьютере связана с использованием той или иной прикладной программы. Пакет прикладной программы представляет собой набор программ, которые обеспечивают решение конкретной проблемы.
Классификация тысяч имеющихся прикладных программ (приложений) достойна усилий энциклопедически образованного человека. Однако на практике чаще всего встречаются следующие категории прикладных программ:
- Программы обработки текста (текстовые редакторы и процессоры).
- Программы настольных издательских систем.
- Электронные таблицы.
- Программы управления базами данных.
- Графические и мультимедийные программы.
- Развлекательные и обучающие программы.
- Утилиты.
- Коммуникационные программы.
Программы обработки текста
Упрощенно можно считать программу обработки текста компьютерным вариантом пишущей машинки, но, разумеется, возможности этой программы намного шире возможностей пишущей машинки. Большинство программ обработки текста, называемые текстовыми процессорами (text processor) и текстовыми редакторами (text editor), позволяют не только легко и удобно вносить изменения и дополнения в текст, но и проверять орфографические и грамматические ошибки, изменять внешний вид текста, вводить графические изображения, формировать предметные указатели и оглавления.
Программы настольных издательских систем
Программа, обеспечивающая компоновку страниц, т.е. программа настольного издательства (Desktop Publishing Program - DTP), является очень полезным дополнением текстового процессора. Она объединяет функции традиционного фотонаборного автомата и художественного редактора. Программа DTP позволяет объединить выходы текстового процессора и графической программы для получения профессиональных страниц, которые уже предназначены для печати. Показанная на рисунке типичная настольная издательская система состоит из персонального компьютера, высококачественного принтера, сканера и различных программ.
Электронные таблицы
Электронная таблица (spreadsheet) представляет собой прикладную программу, предназначенную для организации, расчетов и анализа численных данных. Рабочее пространство (workspace) электронной таблицы заполнено столбцами (columns) и строками. Пользователь вводит данные в ячейки (cells), образованные пересечениями столбцов и строк. В ячейки можно вводить текст, числа и формулы для создания рабочего листа (worksheet), который можно считать разновидностью компьютерного бухгалтера. Когда ввод данных закончен, пользователь может изменить значения любых данных для реализации мгновенного расчета по принципу "а что, если" - для проверки различных результатов достаточно вводить в электронную таблицу различные данные. Электронные таблицы могут также формировать диаграммы и графики для представления взаимозависимостей между данными.
Программы управления базами данных
Базу данных (data base, database) в упрощенном варианте можно считать компьютерным вариантом документации отдела кадров организации. Для каждого работника имеется запись (record), в отдельных полях (fields) которой находятся его фамилия, имя, отчество, занимаемая должность, рабочий стаж, семейное положение и др. С помощью программы управления базой данных (database management program) и специального языка можно выполнять такие операции, как поиск (search) конкретных записей, обновления (update) содержания полей, добавления (add) новых записей, удаления ненужных записей, сортировки записей и др. В современных базах данных поля могут содержать не только текст, но и изображения, например фотографии работников. Программы управления базами данных с расширенными возможностями часто называют системами управления базами данных (DataBase Management System - DBMS).
Графические приложения
Программы для обработки изображений называются графическими программами (graphics programs) или графическими редакторами (graphics editors). Имеется несколько разновидностей графических программ. С их помощью можно самостоятельно создать рисунки и иллюстрации, пользуясь электронным указывающим устройством так же, как художники пользуются карандашом или кистью. Графические программы называются программами рисования (paint program) или программами черчения (draw program) в зависимости от того, как программа создает изображение. Типичная программа рисования, как показано на рисунке, воспринимает ввод от мыши, трэкбола, джойстика и пера. Профессиональные художники предпочитают работать пером на чувствительном к давлению планшете, так как при наличии хорошей программы перо лучше имитирует традиционную кисть, чем другие указывающие устройства.
Изображения, создаваемые графическими программами, часто используются в мультимедийных приложениях, которые объединяют текст, изображения, звук, компьютерную анимацию и видео ("движущиеся картинки", которые отображаются на экране телевизора или в кинотеатре). Программы для создания мультимедиа, называются мультимедийными авторскими программами (multimedia authoring software). Такие программы позволяют разнообразными способами объединить различные типы носителей (текст, изображения, звук). Мультимедийные авторские программы имеют также также специальные средства для синхронизации звука с движущимися изображениями.
Развлекательные и обучающие программы
Примерами подобных программ являются учебники, игры и тренажеры. Например, многие обучающие программы учат детей основам математики, азбуке и чтению. Почти всегда такие программы оформляются как игры и в них предусматриваются поощрения за правильные ответы.
Утилиты
Утилитами (utilities) называются полезные программы, которые помогают в работе компьютера. Например, некоторые утилиты позволяют избавиться от вирусов, удалить устаревшие файлы или восстановить случайно удаленные данные.
[ Введение | Аппаратные средства | Данные ]
