Поняття програмного забезпечення ПК, загальна схема програмного забезпечення. Системне програмне забезпечення. Призначення сервісних програм: «Перевірка диска», «Дефрагментація диска», «Очищення диска», «Призначені завдання». Прикладне програмне забезпечення, його структура. Системи штучного інтелекту, експертні системи. Інструментальне програмне забезпечення. Інтегровані середовища і case-засоби.
ПЛАН
1. Апаратне забезпечення інформаційної системи. Класифікація ЕОМ
2. Програмне забезпечення (ПЗ)
3. Системні програми. Операційні системи та оболонки
4. Прикладне програмне забезпечення. Його класифікація
5. Інструментарій створення нових програм
АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ. КЛАСИФІКАЦІЯ ЕОМ
В сучасних інформаційних системах обов’язково використовують комп’ютерну техніку. Набір її компонентів залежить від завдань, які повинна виконувати інформаційна система.
Технічне забезпечення – це комплекс технічних засобів, що використовуються для роботи інформаційної системи, та відповідної документації на ці засоби.
Інформаційною системою називають сукупність взаємозв’язаних а чне забезпечення – це комплекс технічних засобів, що використовуються для роботи інформаційної системи, та відповідної документації на ці засоби.
Інформаційною системою називають сукупність взаємозв’язаних апаратних і програмних засобів, які здійснюють зберігання та обробку інформації.
Апаратні компоненти інформаційної системи називаються також hardware (тверді вироби). Основною апаратною компонентою інформаційних систем є комп’ютери.
Комп’ютери – це цифрові пристрої, що виконують автоматичну обробку інформації, центральною складовою інформаційної системи.
В інформаційній системі можуть використовуватися комп’ютери різних потужностей. Наведемо класифікацію ЕОМ в залежності паратних і програмних засобів, які здійснюють зберігання та обробку інформації.
Апаратні компоненти інформаційної системи називаються також hardware (тверді вироби). Основною апаратною компонентою інформаційних систем є комп’ютери.
Комп’ютери – це цифрові пристрої, що виконують автоматичну обробку інформації, центральною складовою інформаційної системи.
В інформаційній системі можуть використовуватися комп’ютери різних потужностей. Наведемо класифікацію ЕОМ в залежності від їх можливостей.
Супер ЕОМ – це багатопроцесорні ЕОМ з швидкодією сотні млн, млрд. операцій за секунду. Оперативна пам’ять становить десятки Гбайт, зовнішня пам’ять – десятки Тб, розрядність супер ЕОМ – 128 біт. Лідером в цій групі машин є машини фірми GRAY. В 2000 р. фірма GRAY випустила ЕОМ з 1012 операцій за секунду.
Великі ЕОМ (менфрейми) мають продуктивність в сотні мільйонів операцій за секунду (MIPS), оперативну пам’ять до 10 Гб, зовнішню пам’ять в сотні Гб, багатокористувацьк /em> – це цифрові пристрої, що виконують автоматичну обробку інформації, центральною складовою інформаційної системи.
В інформаційній системі можуть використовуватися комп’ютери різних потужностей. Наведемо класифікацію ЕОМ в залежності від їх можливостей.
Супер ЕОМ – це багатопроцесорні ЕОМ з швидкодією сотні млн, млрд. операцій за секунду. Оперативна пам’ять становить десятки Гбайт, зовнішня пам’ять – десятки Тб, розрядність супер ЕОМ – 128 біт. Лідером в цій групі машин є машини фірми GRAY. В 2000 р. фірма GRAY випустила ЕОМ з 1012 операцій за секунду.
Великі ЕОМ (менфрейми) мають продуктивність в сотні мільйонів операцій за секунду (MIPS), оперативну пам’ять до 10 Гб, зовнішню пам’ять в сотні Гб, багатокористувацький режим роботи (обслуговують одночасно до тисячі користувачів). Основні напрямки використання менфреймів – це розв’язування науково-технічних задач, робота з великими базами даних, управління роботою мереж. На менфреймах зараз знаходиться до 70% комп’ютерної інформації.
Міні ЕОМ – широко використовуються для керування технологічними процесами, для роботи в системах автоматизованого проектування, в системах моделювання нескладних явищ. Міні ЕОМ мають наступні характеристики: продуктивність – до 100 MIPS, ємність ОП – 4 – 512 Мб, обсяг дискової пам’яті – до 100 Гб.
Персональний комп’ютер (ПК) – це комп’ютер особистого використання. Можливості ПК щодо обробки інформації дуже широкі. Фірма IBM, яка випускала великі ЕОМ, в 1981 р. на базі 16-розрядного мікропроцесора Intel 8086 створила персональний комп’ютер, який згодом інтенсивно витіснив з ринку інші персональні комп’ютери. IBM PC став стандартом персонального комп’ютера. Зараз комп’ютери сумісні з IBM PC складають 90% усього парку ПК. В 1983 р. випущений ПК IBM PC XT з вбудованим жорстким диском. Згодом й інші фірми почали збирати ПК на базі мікропроцесорів Intel, Pentium, AMD. З виходом ПК з’явилися нові галузі застосування ПК. Наведемо основні напрямки використання ПК:
математичні розрахунки;
бази і банки даних;
текстові редактори; видавництво і поліграфія;
комп’ютерна та інженерна графіка, живопис;
комунікація, обмін інформацією;
Web-технології; моделювання об’єктів і явищ;
навчання; розваги і дозвілля тощо.
ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (ПЗ)
Сам по собі комп’ютер не володіє знаннями в сферах свого застосування, всі знання зосереджені в програмах, що виконуються на ПК. Змінюючи програми, можна ПК зробити робочим місцем конструктора, астронома, юриста. Програмне забезпечення називається також software (у перекладі „м’який виріб”).
Програма – впорядкована послідовність команд, яку може виконувати обчислювальна машина. Завдяки програмі ЕОМ автоматично здійснює обробку інформації.
Програма має бути розміщена у пам’яті ЕОМ і має указати обчислювальній машині ту послідовність дій, яку необхідно виконати для розв’язування задачі.
Програма – це алгоритм, записаний у вигляді послідовності команд на мові програмування.
Алгоритм – скінчений набір правил (послідовність впорядкованих дій), який дозволяє чисто механічно здійснювати послідовність операцій, за допомогою якої можна розв’язати задачу з деякого класу однотипних задач.
Програмне забезпечення – це сукупність програм обробки даних і описової документації для експлуатації програм.
Програмування – це теоретична і практична діяльність, пов’язана зі створенням програм. Розробка програм використовує наукоємні технології і висококваліфіковану працю.
Програмування стало провідною галуззю народного господарства (в середині 90-х років в світі програмування було зайнято 2% дорослого населення). Сукупний дохідний оборот в сфері програмування досягає декількох сотень млрд. доларів на рік.
Програмне забезпечення поділяється на три категорії.
Системні програми – сукупність програм для забезпечення роботи комп’ютерів, управління пристроями комп’ютера та обчислювальними процесами.
Прикладні програми – комплекс програм, що використовуються для розв’язування різних задач на комп’ютерах.
Інструментарій технології програмування – це програмні засоби, призначені для створення нових програм. Сюди входять різноманітні мови програмування.
СИСТЕМНІ ПРОГРАМИ. ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА ОБОЛОНКИ
Системні програми – це програми, які забезпечують технічне функціонування комп’ютера, керування взаємодією різних програм та пристроїв, розподіл ресурсів між програмами користувачів, діагностику та профілактику апаратури ПК.
Системне програмне забезпечення можна поділити на такі три частини: операційні системи (MS-DOS, Windows, Unix, Linux тощо); драйвери, що розширюють можливості операційних систем та дають їй можливість працювати із зовнішніми пристроями; сервісні програми, що є допоміжними програмами й призначені для обслуговування дисків, захисту від вірусів, архівації даних тощо. Ці програми називаються утилітами (програми, що виконують конкретну сервісну функцію).
Найважливішою складовою системного ПЗ є операційна система (ОС). Це є необхідний компонент на кожному працюючому комп’ютері. Будь-яка програма, що виконується на комп’ютері, користується послугами ОС.
Операційна система – це комплекс програм, що завантажується автоматично при ввімкнені комп’ютера і призначений для:
а) керування виконанням програм користувача;
б) керування обчислювальними засобами ЕОМ;
в) захисту даних;
г) забезпечення користувачу зручного способу спілкування (дружнього інтерфейсу) з пристроями комп’ютера.
Керування обчислювальними процесами полягає в тому, що більшість сучасних програм можуть виконуватися за наявності операційної системи. Якщо б ці функції передати кожній програмі, то вони були б надто складними, тому на комп’ютері зручніше мати одну управляючу програму, послугами якої користуватися всі програми.
Керування ресурсами комп’ютера полягає в тому, що ОС розпізнає і обробляє команди, що надходять з клавіатури, керує роботою дисків, готує інформацію для виведення на екран монітора або на принтер, керує роботою миші, розподіляє пам’ять та час процесора.
Програмні модулі ОС, як правило, зберігаються на системному диску і по мірі необхідності передаються до оперативної пам’яті для виконання. Деяка частина ОС після ввімкнення комп’ютера постійно знаходиться в оперативній пам’яті. Ця частина ОС називається ядром ОС. В пам’яті, крім ядра є ще транзитна область, в яку в міру необхідності підкачуються ті чи інші програми ОС. На одному ПК можуть використовуватися декілька різних ОС.
Усі сучасні ОС мають своєрідні надбудови – оболонки.
Операційні оболонки – це спеціальні програми, що призначені для полегшення спілкування користувача з ОС. Найбільш популярними є оболонки Norton Commander, FAR Manager та ін.
Драйвери – це програми, що розширюють можливості операційної системи і служать для управління роботою периферійних пристроїв ЕОМ: накопичувачами, монітором, клавіатурою, принтером, маніпулятором миші та ін.
Драйвер пристрою повинен розуміти всі тонкощі функціонування цього пристрою, тому кожному пристрою відповідає свій драйвер, наприклад існує драйвер, що керує роботою пам’яті і він називається диспетчером пам’яті.
Функції драйвера полягають в наступному:
прийом і обробка запитів, що поступають до цього пристрою, наприклад, при натисканні клавіші на клавіатурі драйвер клавіатури перевіряє чи натискалась керуюча клавіша і виконує цю команду;
перетворення запиту до пристрою в серію команд, що керують роботою цього пристрою;
обробка сигналів, що поступають від пристроїв.
Драйвери можуть бути або стандартними або завантажуваними.
Стандартні (внутрішні) драйвери – це програми, які знаходяться всередині BIOS і служать для керування стандартними пристроями, що входять в склад комп’ютера, а саме: дисплеєм, клавіатурою, накопичуачами, таймером. Ці драйвери вмикаються автоматично.
Базова системи введення-виведення (BIOS) – це є окремий апаратно-програмний модуль, що входить до складу материнської плати, тому BIOS залишається незалежним, хоча операційна система може змінюватися.
Завантажувані (зовнішні) драйвери – це програми, які поставляються разом із зовнішніми пристроями, вони зберігаються на дисках і призначені для керування зовнішніми пристроями, які відрізняються від стандартних або технічними характеристиками або режимами експлуатації. Ці драйвери дають можливість використовувати в комп’ютерній системі нові зовнішні пристрої, наприклад, накопичувач лазерних дисків, лазерний принтер. Завантажувані драйвери мають бути вказані в файлі конфігурації config.sys. Установка драйвера здійснюється один раз при підключенні пристрою до комп’ютера.
ПРИКЛАДНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. ЙОГО КЛАСИФІКАЦІЯ
Для того, щоб за допомогою обчислювальної машини розв’язувати різноманітні задачі, створюється прикладне програмне забезпечення, яке використовується широким колом користувачів. Прикладні програми можна поділити на дві групи: прикладні програми загального призначення та прикладні програми спеціального призначення (рис. 5).
Прикладні програми загального призначення – це комплекс програм, які широко використовуються серед різних категорій користувачів. Найвідомішими серед них є текстові редактори, графічні редактори, електронні таблиці та системи управління базами даних (СУБД).
Текстові редактори – могутні програми для створення невеликих текстових документів. Вони дозволяють вводити, редагувати, форматувати текст, вставляти малюнки, таблиці, перевіряти правопис, складати зміст та багато інших складних операцій.
Такими програмами є MS WORD, Лексикон та ін. Для підготовки досить складних документів (книг, газет, журналів) застосовують інші програми, що називаються видавничими системами.
Графічні редактори – це прикладні програми, що дозволяють створювати, редагувати, записувати у файли, посилати на пристрій виведення графічні зображення. Більшість редакторів дозволяють обробляти картинки, введені за допомогою сканерів.
Приклади графічних редакторів: Paint Brush, Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, Corel Draw, Free Hand, 3D Studio Max та ін.
Табличні процесори – це програми, що забезпечують роботу з великими таблицями чисел, а також автоматизацію математичних обчислень за допомогою формул. Вони забезпечують роботу з символьними даними, здійснюють побудову діаграм, графіків тощо.
Найпопулярніші електронні таблиці – це Excel, Quattro Pro, Works та ін.
СУБД – це програми, що дозволяють створювати бази даних, здійснювати їх обробку та управління за відповідним запитом. Ці програми здійснюють пошук даних, генерацію звітів різної форми, обчислювальну обробку даних, сортування даних тощо.
Прикладами таких програм є Access, FoxPro, Clipper, Oracle тощо.
До прикладних програм спеціального призначення можна віднести програми бухгалтерського обліку, розрахунку будівельних конструкцій, проектування деталей машин, керування матеріальними запасами, статистичної обробки даних, програмні засоби мультимедіа, банківські інформаційні системи тощо.
ІНСТРУМЕНТАРІЙ СТВОРЕННЯ НОВИХ ПРОГРАМ
Інструментальна система – це комплекс програмних засобів, призначених для створення нових програм. Така система містить обов’язково мову програмування, а також середовище для розробки нових програм. Це середовище підтримує типові інструменти програмування, що служать для професійної розробки програм. Процес складання програм називається програмуванням, його вивчають в школах, вузах.
До складу інтегрованого середовища входять такі інструменти:
текстовий редактор для набору і редагування програм;
мова програмування з компілятором;
система усунення синтаксичних помилок;
бібліотека готових програмних модулів;
довідкова система.
Прикладом інтегрованих середовищ (інструментальних оболонок) є Turbo Pascal, Delphi, Visual Basic та ін.
Мова програмування – це штучна мова для написання команд, які будуть виконані на ЕОМ. Ця мова доступніша для людини ніж мова машинних команд.
Мова програмування складається з набору символів, ключових слів, синтаксичних конструкцій (синтаксис мови) та значення цих символів (семантика).
Розрізняють мови програмування низького рівня – машинно-залежні мови, коли програма пишеться в термінах команд процесора та мови високого рівня – наближені до людської мови, машинно-незалежні мови.
Мова найнижчого рівня – це мова машинного кодування, трохи вище знаходиться мова Асемблера, у якій машинні команди заміняються мнемонічними скороченнями. Прикладами мов високого рівня є Basic, Pascal, С. Текст вихідної програми складається зі спеціальних команд – операторів мови програмування.
Оскільки мова програмування незрозуміла для ЕОМ, то існують спеціальні програми, які вихідний текст програми переводять в машинні коди. Такі програми називають трансляторами. Транслятори бувають двох видів: компілятори та інтерпретатори. Компілятор перетворює вихідний текст програми на машинну мову. До одержаного коду підключаються стандартні процедури, використані в програмі, внаслідок чого з’являється робоча програма – файл з розширенням .exe чи .com.
Інтерпретатори обробляють текст програми не заздалегідь, а безпосередньо під час виконання програми.
Контрольні запитання
1. На які види поділяється програмне забезпечення?
2. Які види програм системного програмного забезпечення ви знаєте?
3. Які програми відносяться до службових програм Windows?
4. Назвіть приклади програм, що відносяться до систем програмування.