Структура программного обеспечения ПК

• прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

• инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

Центральное место среди системных программ занимают операционные системы (англ. operating systems). Операционная система (ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления работой ПЭВМ с момента включения до момента выключения питания. Она загружается автоматически при включении компьютера, ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и программам удобный способ общения – интерфейс – с устройствами компьютера. Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.

ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, Unix, Windows 10, Windows 7, Mac OS.

Сервисные системы расширяют возможности ОС по обслуживанию системы, обеспечивают удобство работы пользователя. К этой категории относят системы технического обслуживания, программные оболочки и среды ОС, а также служебные программы.

Системы технического обслуживания – это совокупность программно-аппаратных средств ПК, которые выполняют контроль, тестирование и диагностику и используются для проверки функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе работы компьютера. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации и ремонту технических средств компьютера.

Для организации более удобного и наглядного интерфейса пользователя с компьютером используются программные оболочки операционных систем – программы, которые позволяют пользователю отличными от предоставляемых ОС средствами (более понятными и эффективными) осуществлять действия по управлению ресурсами компьютера. К числу наиболее популярных оболочек относятся пакеты Norton Commander (Symantec), FAR (File and Archive manageR).

Служебные программы (утилиты) – это вспомогательные программы, предоставляющие пользователю ряд дополнительных услуг по реализации часто выполняемых работ или же повышающие удобство и комфортность работы. К ним относятся:

• программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют более плотно записывать информацию на дисках, а также объединять копии нескольких файлов в один, так называемый, архивный файл (архив);

• антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения;

• программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

• программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

• программы для записи компакт-дисков;

• драйверы – программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению устройствами ввода/вывода, оперативной памятью и т.д. При подключении к компьютеру новых устройств необходимо установить соответствующие драйверы;

• коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами и др.

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.

Многие программы сжатия данных построены на основе алгоритма Хаффмана:

1. Считать все входные данные и подсчитать частоты встречаемости всех символов.

2. Частоты встречаемости символов выписать в ряд — это вершины будущего графа (дерева).

3. Выбрать две вершины с наименьшими весами и объединить их — создать новую вершину, от которой провести рёбра к выбранным вершинам с наименьшими весами, а вес новой вершины задать равным сумме их весов. Расставить на рёбрах графа числа 0 и 1 (на верхнем ребре — 0, а на нижнем — 1). Чтобы выбранные вершины больше не просматривались, стереть их веса.

4. Продолжить объединение вершин, каждый раз выбирая пару с наименьшими весами, до тех пор, пока не останется одна вершина — корень дерева. Вес этой вершины будет равен длине сжимаемого массива.

5. Создать кодовую таблицу. Для определения двоичного кода каждой конкретной буквы необходимо пройти от корня до этой вершины, выписывая 0 и 1, встречающиеся на маршруте.

6. Сгенерировать сжатый массив данных, для чего надо снова прочесть входные данные и каждый символ заменить соответствующим ему кодом.

Требования к системному программному обеспечению

Системные программы должны удовлетворять следующим требованиям:

• прозрачность работы;

• гарантированная надежность выполнения в соответствии со спецификациями (спецификациями называются функциональные требования);

• максимальная скорость выполнения;

• минимальные затраты на хранение машинных кодов;

• поддержка стандартных средств связи с прикладными программами.

Эффективность системных программ зависит от времени их создания и надежности исполняемого кода. Требование эффективности системных программ вызывает необходимость использования специальных языков:

• машинно-ориентированных типа языка Assembler;

• высокого уровня типа C или C++.

К типам данных этих языков отнесены указатели на данные различных типов или адреса данных и программных объектов.