Выше было выяснено, что компьютер выполняет любые действия по программам, на­писан­ным человеком. Сам по себе, по собственной, так сказать, инициати­ве, компьютер никогда никаких действий выполнить не в состоянии. Мож­но сказать, что компью­тер без программы подобен автомобилю без во­дителя и горючего. Поэтому наличие программ не менее важно, чем на­ли­чие компьютера. В настоящее время программы, ко­торые необходимы для нормального функционирования ЭВМ, могут мно­­­гократно превос­хо­­дить по стоимости её аппаратные средства. Для обозначения множества про­грамм для ЭВМ используется термин программное обес­­печение (ПО) ЭВМ.

Программным обеспечением называется совокупность программ, ко­торые могут выполняться на компьютере данной модели, включающая ком­плекты сопровождаю­щей их технической, программной документа­ции.

В этом определении следует выделить два момента. Во-первых, разные модели вычислительных машин обладают различной архитек­турой, различ­ными способами кодирования информации, различными сис­темами команд. Поэтому прог­раммы, подготовленные к выполнению на компьютере одной мо­дели, скорее всего, невозможно будет выполнить на компьютере другой модели. Та­ким образом, следует говорить о программном обеспечении данной кон­крет­­ной модели либо семейства программно-сов­мес­тимых машин. Во-вто­рых, вместе с программой приобретается и комплекс технической документации, в котором описываются назначение и основные возмож­­ности программы, технические требования к аппаратным средствам ком­пьютера (необ­хо­­димый объем оперативной и внешней памяти, наличие специального оборудования и т.д.), способы установки программы на ком­пьютере и способы управления программой. Иногда опи­сание программы и способов работы с нею может занимать сотни стра­ниц текста. Если документация к программе отсутствует, то ра­ботать с программой очень и очень сложно, а иногда и вообще невозможно. Заметим, однако, что достаточно часто в программах предусматривает­ся встро­енная справочная система, обращаться к которой можно непосредственно во вре­мя выполнения программы. Такая справочная система обычно со­дер­жит всю необходимую для управления программой информацию. Иногда ее называют Help системой (help - помощь).

Стандартным для большинства программ является вы­зов встроенной справочной системы с помощью функ­циональной клавиши F1.

Совокупность всех программных средств, используемых на компьютере, достаточно часто называют software (software -программное обеспечение, soft - мягкий, ware - продукция), а совокупность аппаратных средств - hardware (hardware - аппаратные средства, hard - твердый). На любом конкретном компьютере имеется конкретный набор аппаратных и программных средств, которые образует его ресурсы . С течением времени ресурсы компьютера могут изменяться, увеличиваясь или уменьшаясь.

Группа взаимосвязанных программ, обес­печивающих выполнение род­ственных функ­ций по обработке информации, вместе с необходимы­ми для это­го наборами вспо­могательных данных называетсяпакетом про­грамм, илипрограммной системой.

Програм­ма, или пакет программ, разрабатываемый с целью массово­го тиражирования, называется программным продуктом .

Пакеты программ распространяются через торговую сеть, специальных распространителей программных продуктов или через глобальные компьютерные сети. В настоящее время применяются следующие способы распространения программных продуктов: коммерческий, shareware - частично оплачиваемый или условно-бесплатный (sha­re - доля, часть, ware - изделие), freeware - бесплатный (free - свободный) и trial - пробный (trial - испытание). Коммерческие пакеты приобретаются за их полную стоимость, а условно-бесплатные - за небольшую, иногда символическую цену после бесплатного испытательного срока. В течение этого срока пользователь обычно работает с неполным пакетом. И если программа ему подходит, то после оплаты обусловленной суммы пользователь получает полный комплект пакета и все юридические права на его использование. Пробные (trial) пакеты распространяются их разработчиками бесплатно с целью тестирования и обкатки, а бесплатные (freeware) - в рамках проведения определенной рекламной или торговой политики. При­об­ретая программу через торговую сеть или у специализированных рас­про­­странителей, покупатель получает все юридические права по ее ис­поль­зованию. При приобретении программы у легальных распространителей покупатель получает вместе с пакетом сертификат или лицензию на определенные права по использованию пакета. Нелегальные распространители не выдают таких документов. Бесплатное приобретение коммерческих и условно-бесплатных программ путем копирова­ния (нелицензионное , нелегальное, пиратское копирование )явля­ется нарушением авторских прав раз­работчика программы и преследуется по за­кону.

Чаще всего пакеты программ реализуются в виде так называемого дистрибутива (distribute - рас­пространять, раздавать), который представляет собой программы пакета и необходимые вспомогательные данные, за­­писанные в специальной форме на гибких или оптических дисках. В комплекте с легальным дистрибутивом всегда поставляются не­об­ходимая программная документация, а также лицензия на право использования приобретенной программы.

Необходимо помнить, что выпол­не­ние прог­­­раммы, представленной в виде дистрибутива, невозможно.

Для при­ведения пакета или программы в рабочее состояние необходимо выполнить про­цедуру установки ,инсталляции (install - установка), то есть развертывания, приведения программ и данных в работоспособное состояние по пра­ви­лам, изложенным в сопровождающей документации. Коммерческие дистрибутивные па­ке­ты часто защищаются от копирования, а для их развертывания не­об­хо­ди­мо знать специальный код, позволяющий выполнить установку толь­ко законному владельцу пакета.

По мере использования программных продуктов на практике выявляют­ся их недостатки, неиспользованные возможности и, возможно, ошибки, не замеченные на стадии разработки. Фирмы-производители учитывают всю поступающую к ним подобного рода информацию и, по возможно­сти, вносят в получивший признание про­дукт соответствующие измене­ния. Эти изменения проявляются в виде появления новых мо­дификаций и версий су­ще­ствующего программного продукта.

Версия представляет собой пакет программ, в который внесены существенные изменениями, добавлены принципиально новые функции, используется иная организация программы, данных или применяются новые способы взаимодействия пользователя с про­граммой.

Как правило, новые модификации и версии имеют то же самое название, какое имел и исходный продукт. Од­нако справа от названия такого измененного продукта появляется определенный приз­­­нак модификации. Например, одна из наиболее простых и популярных в свое время операционных сис­­тем (программа, обеспечивающая эффективную работу аппаратуры и вы­полнение некоторых других функций) для IBM–совместимых пер­со­наль­ных компьютеров называется MS DOS (MicroSoft Disk Operation Sis­tem - дисковая операционная система, разработка фирмы Micro­soft). За вре­мя существования выпущено нес­колько версий и модификаций этой опе­рационной системы - MS DOS v1.0, MS DOS v3.0, MS DOS v3.3, MS DOS v5.0, MS DOS v5.5, MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22. Букву «v» (version - вер­сия) в названии программного продукта обычно опускают и пишут, например, MS DOS 6.22. Иногда какую-либо группу версий или модификаций одной и той же программы или операционной системы называют семейством и в обозначение версии вводят букву «х», которая заменяет несовпадающие цифры обозначений. Так, группа версий MS DOS v6.0, MS DOS v6.2, MS DOS v6.22 считается семейством MS DOS 6.x.

Общих правил обозначения модификации и версий не существует. Одна­ко в большинстве случаев появление новых модификаций отражают увеличением номера пос­ле десятичной точки. Так, MS DOS 6.0, MS DOS 6.2 и MS DOS 6.22 - раз­ные модификации, не очень значительно отличающиеся друг от друга. Появление новой вер­сии отмечают увеличением номера перед десятичной точкой. Например, MS DOS 3.0, MS DOS 5.0 и MS DOS 6.0 - различные версии одной и той опе­рационной системы, существенно отлича­ющиеся по своим возмож­но­стям. Как правило, все возмож­ности младших (пред­шествующих) версий дос­тупны их старшим (пос­ле­дующим) версиям. Обратите внимание! Бо­лее старшей считается версия, имею­щая больший номер, но по «воз­рас­ту» она, конечно, «моло­же». Кроме описанного выше номерного обозначения версий в последнее время достаточно часто используется указание в названии года выпуска продукта или буквенного обозначения. Например, у операционной системы Windows (windows - окно) к моменту написания пособия существовали версии Windows 95, Windows 98 и Windows ME (Millennium Edition - издание тысячелетия), которые были выпущены соответственно в 1995, 1998 и 2000 годах.

СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. В настоящее время в программном обеспечении принято выделять следующие груп­пы: сис­темное, инструментальное и прикладное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение служит для обеспечения эффективной работы аппаратуры компьютера.

Программы этой группы автоматизируют подавляющее боль­шинство вспомогательной работы с аппаратными средствами, которую приходится выполнять при использовании всевозможных ком­­пьютерных технологий для обработки данных. К группе системных программ относятся опера­ционные системы, операционные оболочки, архиваторы, антивирусные про­­граммы и т.д. Разрабатываются, настраиваются и поддерживаются в ра­бо­­чем состоянии такие программы системными программистами . Они дол­­жны обладать высокой квалификацией, в де­талях знать аппаратные сред­­ства компьютера и способы работы с данными на машинном уровне. За­­метим, что обычному, рядовому пользователю приходится постоянно стал­­киваться с системными программами, но уже с точки зрения их эксплуатации, использования их возможностей для решения своих задач. С не­­которыми программами этой группы мы познакомимся в следующих гла­вах пособия.

Инструментальное программное обеспечение применяется для разработ­­ки всевозможных пакетов программ, применяемых в самых разных областях деятельно­­сти человека.

В группу инструментальных программ входят: трансляторыс различных алгоритмических языков, осуществляющие перевод текста программы на машинный язык; связывающие редакторы , позволяющие объединя­ть отдельные части программ в единое целое; отладчики , с помощью ко­­торых обнаруживаются и устраняются ошибки, допущенные при написа­­нии программы; интегрированные среды разработчиков , объединя­ю­щие указанные выше компоненты в единую, удобную для разработки про­грамм систему. Инструментальное программное обеспечение - это разновидность орудий труда для другой кате­гории специалистов, так называемых прикладных программистов . Прикладные программисты должны не только хорошо знать приемы и способы обработки данных и уметь разрабатывать програм­мы. Они должны хорошо ориентироваться или достаточно быстро ос­ва­и­ваться в различных конкретных областях применения информацион­ных технологий - в инженерных дисциплинах, математике, физике, изда­тель­­ском деле, бухгалтерии, медицине и т.д. Конечным пользователям стал­ки­­ваться с программами этой группы, как правило, не приходится. Однако они должны, хотя бы отдаленно, представлять себе ситуацию и при не­об­хо­­димости найти общий язык с профессиональным программистом для ре­­шения собственных задач обработки данных.

Прикладное программное обеспечение обеспечивает ре­ше­ние задач в различных конкретных областях применения компь­ю­тер­ных систем обработки данных.

Прикладное программное обеспечение является конечной целью деяте­ль­ности прикладных программистов и одновременно орудием труда ко­не­ч­ных пользователей. Напомним, что конечным пользователемсчи­та­ет­ся лицо, использующее вычислительную технику для получения нужной информации, для решения конкретной задачи в той или иной предмет­ной области или в каких–либо иных целях. При этом специалист в своей кон­кретной области деятельности не должен одновремен­но являться спе­ци­алистом в области средств обработки данных, он не должен уметь про­грам­мировать . Однако он должен знать основные способы и приемы ра­бо­ты с компьютером, назначение и основные возможности системных и, осо­бенно, прикладных программ в своей проблемной области.

Приклад­ная програм­ма, или при­ло­жение, - это программа, предназначенная для ре­ше­ния задачи или класса задач в конкретной области применения информационных технологий обработки данных. Конкретную область применения информационных технологий принято называть про­б­ле­мной областью .

Ниже перечислены некоторые основные разновидности прикладных программ.

* Всевозможные текстовые редакторы : Лексикон, Word, WordPerfect, Tex и многие другие. Текстовые редакторы используются для подготовки и изготовления раз­личного рода печатных документов - справок, отчетов, ведомостей, ста­тей. Наиболее мощные из текстовых редакторов в знак, так сказать, ува­же­ния к их возможностям иногда называюттекстовыми процессорами. Осо­быми разновиднос­тями текстовых редакторов являются издатель­ские системы , служащие для подготовки к тиражированию газет, жур­на­лов, рекламных буклетов, проспектов, книг. В качестве примеров издательских систем можно указать популярные системы PageMaker и Ven­­tura Publisher.

* Графические редакторы, с помощью которых разрабатываются разнообразные рисунки, чертежи, графики, диаграммы, иллюстрации, в том числе и трехмерные изображения. В качестве примеров графических редакторов можно ука­зать Paint, Corel Draw, PhotoShop, 3DStudioMAX.

* Электронные таблицы представляют собойэлектронный аналог обычных таблиц, с помощью которых осуществляется автоматическая обработка больших массивов текстовой и чис­ловой информации. Возьмем, например, задачу учета отработанного времени или вы­пол­ненных работ сот­руд­никами какого-либо подразделения. Исходные данные для решения этой задачи удобно оформлять в виде таблицы соответствующей структуры. В такой таблице можно отражать не только фак­тически выполненный объем работ. В нее можно вво­дить данные, связанные с различными коэффициентами слож­ности, участия, премирования, ква­лификационные разряды, должностные ок­лады, поразрядные ставки и т.д. Затем с помощью средств электронной таблицы можно автоматизировать расчет зарп­ла­т, премий, производить различного рода статистические подс­четы, фор­ми­ровать по данным, сосредоточенным в таблице, ведомости на зарплату, стат­истические отчеты, справки. Основное преимущество электронных таблиц в том, что при внесении любых корректировок в исходные данные таблицы мож­но произвести автоматический пересчет всего комплекса документов, под­готовленных на её базе. К электронным таблицам относятся такие ши­ро­ко распространенные программы, как Lotus, SuperCalc, Excel, Quattro Pro и ряд дру­гих. Электронные таблицы применяют в своей профессиональной дея­тель­ности руководители предприятий, уп­равленческие и плановые ра­бот­ни­ки разного уровня, бухгалтеры, социологи и т.д.

* Базы данных - программные системы, используемые для хранения све­дений об одном или нескольких объектах, ихсвойствах и взаимосвязях. Объекты, сведения о которых сосредотачиваются в базах данных, мо­гут быть одушевлёнными и неодушевленными предметами реального ми­ра, идеальными объектами, скажем, историческими событиями и т.д. Базы дан­ных могут хранить информацию о десятках и сотнях тысяч различных объек­тов. Основное преимущество использования баз дан­­ных - это бы­ст­ро­­та и эффективность выбора из них нужной информации. Причем время получения информации мало зависит от общего объёма сведений, хранящихся в ба­зе. Представьте только себе, сколько времени приходится тратить людям на поиск нужных сведений в традиционных словарях и справочниках, вы­пу­щенных на бумажном носителе, например, в телефонных справочниках, биб­лиографических каталогах, юридических справочниках (Гражданский, Уго­ловный кодекс) и т.д. Использование их электронных аналогов - баз дан­ных - позволяет до минимума сок­ратить время поиска. Мало того, базы дан­ных предоставляют возможность выбирать данные из их об­ще­го хранилища различным пользователям с различными запросами и кри­те­ри­ями поиска. Скажем, в библиографичес­кой базе данных можно ор­га­ни­зо­вать поиск всех произведений данного автора, всей литературы на дан­ную тему, произведений, в названии которых имеется заданное слово, а так­же по многим другим признакам. Для разработки баз данных, пер­вич­но­го заполнения информацией и поддержания данных в актуальном состоянии (то есть, со­от­вет­ству­ющем текущему, реальному состоянию предметной области) служат инструментальные па­кеты программ, называемые системами управления базами данных (СУБД). В настоящее время наибольшей популярностью пользуются СУБД Access, FoxPro, Paradox, Informix, Oracle и ряд других.

* Интегрированные системы объединяют в своем составе компонен­ты, аналогичные упомянутым выше специализированным пакетам, обес­печивая единый стиль взаимодействия со всеми составляющими па­ке­та, а также удобный и эффективный способ передачи информации меж­ду различными его компонентами. Напри­мер, можно с помощью элек­трон­­ной таблицы накопить массив числовых данных и передать этот мас­сив графическому редактору. С его помощью построить гра­фик, круго­вую, столбчатую или объёмную диаграмму и передать её в качестве ил­лю­стра­ции в текстовый редактор для подготовки аналитического отчета. Это го­раздо удобнее, чем пользоваться отдельными специализированными па­ке­тами. Однако надо помнить, что по своим функциональным воз­мож­но­стям отдельные компоненты интегрированных систем значительно ус­ту­па­ют своим специализированным аналогам.

Ярким примером интегрированных пакетов является Microsoft Office - один из лучших в мире офисных пакетов. В его состав входит мощный текстовый редактор MS Word, электронная таблица MS Excel, система управления базами данных MS Access, личный информационный менеджер Outlook, программа подготовки презентаций Power Point и некоторые другие компоненты. Все программы пакета имеют единый интерфейс и единый механизм обмена данными, поэтому документ можно создавать, используя несколько инструментов пакета.

* Системы документооборота различных предприятий и организаций, содержащие инструменты планирования и управления, автоматизации финансово-хозяйственной деятельности, учета выпускаемой продукции, подготовки различного рода отчетов, канцелярского документооборота, ведения деловой переписки и т.д. В качестве примеров можно указать пакеты отечественной разработки «СКАТ», «Парус», «Евфрат».

* Бухгалтерские программы позволяют существенно автоматизировать работу бухгалтерий самых различных предприятий и организаций. Самым популярным в нашей стране в настоящее время считается пакет «1С: Бухгалтерия», который обеспечивает выполнение всех видов бухгалтерских расчетов в комплексе.

* Корректоры - программы, обеспечивающие проверку правописания в любых тестах, документах, отчетах. Например, отечественные пакеты «ОРФО», «Пропись» содержат свыше ста тысяч слов и словосочетаний, а также практически все современные правила переноса, орфографии и пунктуации.

* Переводчики и электронные словари - программы, с помощью которых можно осуществлять автоматизированный перевод текстов с одного языка на другой. Например, пакет «Lingua Match Correspondent» обеспечивает ведение деловой переписки на шести языках. Популярными программами-переводчиками в настоящее время считаются пакеты «Stylus», «Socrat» и электронный словарь «МультилексПро», содержащий свыше двух миллионов русских и английских слов.

* Образовательные, обучающие программы и мультимедийные энциклопедии. Пакетыобразовательных программ обеспечивают индивидуальное обучение и проверку качества обучения по самым разным предметам: математике, иностранным языкам, химии, биологии. Имеется большое число дошкольных развивающих программ. В энциклопедиях представлены мир искусства, животный и растительный миры Земли, медицина и кулинария.

* Игровые и развлекательные пакеты представлены огромным числом различных игр для самых разных возрастов, а также музыкальными и видеозаписями.

Контрольные вопросы

Дайте определение понятию «программное обеспечение».

Каким образом можно узнать назначение, основные возможности и способы уп­рав­ления программами?

Что понимается под терминами software и hardware?

Что относится к ресурсам компьютера?

Дайте определение понятиям: «пакет программ», «программная система», «про­грам­мный продукт».

Каким образом распространяются пакеты программ?

Чем отличается модификация программы от её версии?

Дайте классификацию программного обеспечения.

Для чего нужно системное программное обеспечение? Назовите основные програм­мы, относящиеся к системному программному обеспечению.

Для чего используется инструментальное программное обеспечение? Назовите основные инстру­ментальные программы.

Дайте определение понятиям «прикладная программа» и «приложение».

Для чего используются текстовые и графические редакторы. Приведите приме­ры редакторов.

Для чего используются электронные таблицы?

Что такое базы данных? Приведите примеры баз данных.

Для чего нужны СУБД?

В чем основная особенность интегрированных систем?

Охарактеризуйте пакет Microsoft Office.

Опишите известные Вам пакеты прикладных программ.

Программные средства или программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сферы использования ЭВМ.

Для функционирования ЭВМ используется комплекс программного обеспечения, который делится на 3 большие категории:

– системное ПО;

– инструментальные системы (системы программирования);

– прикладное ПО.

Системное программное обеспечение предназначено для:

– создания операционной среды функционирования других программ;

– автоматизации процесса разработки новых программ;

– обеспечения надежной и эффективной работы вычислительной сети;

– проведения диагностики и профилактики аппаратуры;

– выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирования, архивирования и т.п

Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

Операционная система является посредником между пользователем и другими программами, а также между пользователем и компьютером.

Основные задачи, решаемые операционной системой:

– организация диалога с пользователем;

– управление аппаратными средствами компьютера;

– организация файловой системы;

– запуск прикладных программ.

Инструментальные системы предназначены для создания программных продуктов и включают в себя все средства, необходимые для производства программ и формирования их в машинном коде, в том числе, включают языки программирования и трансляторы.

Программа – это совокупность команд, управляющих действиями компьютера, записанная в соответствии с синтаксисом языка программирования.

Язык программирования – искусственный язык, созданный для описания алгоритмов обработки данных.

Транслятор – программа-переводчик с языка программирования на язык машинных кодов. Трансляторы делятся на интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды и одновременное выполнение каждой команды.

Компилятор – транслятор, который переводит всю программу в машинные команды без ее выполнения. Компилированные программы работают быстрее интерпретированных в 20-50 раз.

Одной из основных составляющих инструментального ПО являются языки программирования, которые делятся на две большие группы:

1. Машинно-зависимые (автокод, ассемблер);

2. Машинно-независимые или языки высокого уровня:

– процедурно-ориентированные (Фортран, Паскаль, Бейсик и др.);

– проблемно-ориентированные (узкоспециализированные);

– объектно-ориентированные (Java, C ++);

– скрипт-языки (для работы с программами в сети Интернет).

Прикладное программное обеспечение предназначено для выполнения конкретных работ. Прикладные программы разрабатывается специалистами, как правило, для широкого круга пользователей. Простые прикладные программы создаются пользователями для собственных нужд.

Среди множества программ выделяются широко распространенные прикладные программы, которые классифицируются по видам деятельности:

– подготовка текстов – редакторы текстов;

– подготовка графики – графические редакторы;

– подготовка типографских документов – издательские системы;

– обработка табличных данных – табличные процессоры;

– обработка массивов информации – системы управления базами данных;

– конструирование –системы автоматизированного проектирования;

– бухучет и финансовая отчетность – бухгалтерские и банковские программы.

Аппаратное обеспечение (hardware) - совокупность технических средств, используемых в процессе функционирования ЭВМ и взаимодействующих друг с другом.

Программное обеспечение (software) - совокупность программ для ЭВМ и методических материалов по их применению.

Программное обеспечение (ПО) делится на системное (общее) и прикладное (специальное).

Системное ПО - совокупность программ, обеспечивающих управление устройствами ЭВМ и процесс выполнения прикладных программ. Основой системного ПО являются операционные системы (ОС).

Прикладное ПО - совокупность программ, обеспечивающих решение конкретных прикладных задач.

Для выполнения многих прикладных программ необходимо служебное (обеспечивающее, вспомогательное) ПО (интерпретаторы, СУБД, специальные утилиты). Служебное ПО занимает промежуточное место между системным и прикладным ПО.

Аппаратно-программное обеспечение (firmware) - совокупность программ и данных, сохраняемых в ПЗУ и критически важных для функционирования ЭВМ данного типа.

Обычно конкретная прикладная программа может выполняться только на определенном типе ЭВМ, с использованием определенного системного и служебного ПО. Поэтому часто говорят об аппаратных, программных и программно-аппаратных платформах .

Аппаратная платформа - совокупность технических средств, определяющих среду функционирования конкретных программ. Основой аппаратной платформы является совокупность системной (материнской) платы и типа используемого процессора . Выполняемая на ЭВМ программа состоит из команд конкретного процессора. Каждый тип процессора (Intel, PowerPC, Alpha, Sparc и т.д.) имеет свою систему команд, которые сильно различаются. Программа, закодированная в системе команд одного процессора, не может быть выполнена на ЭВМ, использующей процессор, имеющий другую систему машинных команд. В некоторых процессорах предусмотрена возможность эмуляции команд других процессоров.

Программная платформа - совокупность системных и/или служебных программ, создающих среду выполнения конкретных прикладных программ.

Обычно прикладные программы создаются применительно к использованию в среде конкретного системного ПО (операционной системы, ОС). Например, программы, предназначенные для исполнения в среде Windows, не могут исполняться в среде ОС OS/2 и наоборот. При этом программы, рассчитанные на применение в среде OS/2 или Windows, могут иметь общую аппаратную платформу, например, ЭВМ на процессорах Intel. В этом случае программной платформой является конкретная ОС.

В качестве программной платформы может выступать и служебное ПО. Например, программа созданная на языке программирования PL/SQL, используемом в СУБД Oracle, обычно может выполняться на любой аппаратной платформе, под управлением любой ОС, но только в среде СУБД Oracle для данной аппаратной платформы и данной ОС. Программа на языке Java может исполняться на любой аппаратной платформе, под управлением любой ОС, но только в том случае, если на данной ЭВМ установлена так называемая исполнительная машина Java , обеспечивающая выполнение программ на языке Java в среде данной ОС. В рассмотренных случаях говорят, что в качестве программной платформы выступает СУБД Oracle, либо исполнительная машина Java, соответственно.

Программно-аппаратная платформа - совокупность аппаратных средств, системного и служебного ПО, необходимых для функционирования конкретных прикладных программ.

Большинство существующих на данный момент программ реализовано для программно-аппаратной платформы WIntel (Windows, Intel), то есть требуют для своей эксплуатации ЭВМ на основе процессоров Intel (или совместимых с ними) и функционирующих под управлением той или иной разновидности ОС Windows.

Современная классификация ЭВМ

Общие принципы классификации

Существует несколько видов классификации ЭВМ. Наиболее значимыми являются классификации по:

· степени универсальности;

· способам использования;

· степени производительности;

· особенностям архитектуры.

Классификация по степени универсальности

По степени универсальности выделяют:

· ЭВМ общего назначения (универсальные);

· Специализированные (встроенные) ЭВМ.

ЭВМ общего назначения могут использоваться для решения любых задач обработки данных.

Специализированные (встроенные) ЭВМ - это ЭВМ, предназначенные для решения ограниченного круга задач. Обычно специализированные ЭВМ используются для управления сложными техническими устройствами. Каждая специализированная ЭВМ рассчитана на решение ограниченного круга задач и, как правило, не может использоваться вне того устройства, в которое встроена. Встраиваются в системы автоматического управления сложными устройствами или технологическими процессами на производстве, транспорте, связи, военном деле и т.д. Часто встраиваются в бытовые устройства.

Классификация по способам использования.

По способам использования выделяют:

· ЭВМ коллективного использования;

· ЭВМ индивидуального использования.

ЭВМ коллективного использования - это ЭВМ, предназначенныедля обслуживания одновременной работы нескольких пользователей. ЭВМ коллективного использования обычно имеют существенно более высокую производительность, чем ЭВМ индивидуального использования и обычно выступают в качестве серверов компьютерных сетей (сетевых серверов).

Компьютерная сеть - совокупность ЭВМ и/или диалоговых устройств ввода-вывода (терминалов), объединенных средствами коммуникаций для возможности совместного использования общих технических и информационных ресурсов.

Сетевой сервер - ЭВМ, управляющая работой компьютерной сети.

ЭВМ индивидуального использования - это ЭВМ, способные в каждый момент времени обеспечить эксплуатацию только со стороны единственного пользователя.

Классификация по степени производительности

· ЭВМ ординарной производительности.

· ЭВМ высокой производительности;

· ЭВМ сверхординарной производительности (супер-ЭВМ);

Деление по степени производительности является очень условным. ЭВМ, которые несколько лет назад относились к классу ЭВМ высокой производительности, на сегодняшний день являются ЭВМ ординарной производительности.

ЭВМ ординарной производительности - предназначены для решения рядовых задач индивидуальных пользователей или обслуживания малых компьютерных сетей. Массовые персональные компьютеры являются ЭВМ ординарной производительности.

ЭВМ высокой производительности - одно- или многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для обслуживания компьютерных сетей среднего и большого размера или индивидуального применения при решении задач повышенной сложности.

ЭВМ сверхординарной производительности (супер-ЭВМ) - многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для решения задач чрезвычайной сложности. Основными приложениями супер-ЭВМ являются обслуживание очень больших компьютерных сетей, моделирование ядерных реакций, исследование структуры ДНК, управление сложными военными и космическими объектами, криптография, метеорология.

Супер-ЭВМ имеют десятки, сотни и даже тысячи процессоров, ОЗУ до нескольких десятков Тбайт, емкость ВЗУ до нескольких Пбайт, обеспечивают возможность подключения большого числа внешних устройств, а их стоимость составляет от сотен тысяч до десятков миллионов долларов. Они практически всегда имеют уникальную архитектуру и проектируются по специальному заказу, часто применительно к использованию для решения определенного класса задач. Быстродействие супер-ЭВМ (также впрочем, как и ЭВМ других классов) измеряется в специальных единицах – кратных MIPS и MFLOPS.
MIPS (Million instrution per second) - единица измерения

быстродействия компьютеров (миллион арифметических

операций над числами с фиксированной точкой).

MFLOPS (Million flowting points operation per second) - единица

измерения быстродействия компьютеров (миллион

арифметических операций над числами с плавающей точкой в секунду).

Суперкомпьютеры

Рассмотрим в качестве примера характеристики одного из самых мощных компьютеров современности. 4 июня 2006 года в японском исследовательском институте RIKEN (Иокогама) был введён в действие разработанный здесь петафлопсный суперкомпьютер MDGrape-3. Это компьютер, специально предназначенный для анализа математических моделей сворачивания белков.

Его теоретическая производительностью 1000 триллионов операций в секунду. Дело в том, что производительность суперкомпьютеров измеряется с помощью рейтингового теста, который называется Linpack. Linpack предполагает решение систем линейных алгебраических уравнений с плотно заполненной матрицей высокого порядка. Однако для MDGrape-3 такой способ определения производительности не подходит - его производительность рассчитывается теоретически.

Суперкомпьютер собран на основе процессоров MDGrape-3, изготовленных фирмой Hitachi. Производительность каждого из них 230 Гфлопс. Всего компьютер содержит 201 вычислительный модуль, каждый из состоит из 24 процессоров MDGrape-3.

Для того, чтобы в полной мере задействовать указанные вычислительные мощности, решаемая задача должна быть проанализирована на предмет одновременного решения различных её частей и для каждой из этих частей должна быть подготовлена программа, которая исполняется соответствующим вычислительным модулем.

Эту подготовительную работу главного вычислительного ядра обеспечивают две группы серверов на основе процессоров Intel. Одна группа - кластер, содержащий 65 серверов, каждый из которых состоит из 256 двухъядерных процессоров Intel Xeon (Dempsey). Вторая группа - 37 серверов, каждый содержит 74 одноядерных процессора Xeon 3,2 ГГц. Все эти компьютеры объединены в единую систему компанией SGI Japan.

Ближайший к MDGrape-3 по производительности компьютер - , американский IBM BlueGene/L, расположенный в Ливерморской ядерной лаборатории. Он возглавляет Top500 - рейтинг суперкомпьютеров на основе прохождения теста Linpack. Производительность его примерно втрое ниже, чем у MDGrape-3 .

Определение списка Top500 - списка 500 самых мощных компьютеров планеты проводится два раза в год. Каждый раз список довольно существенно меняется, но можно отметить некоторые общие закономерности. Рассмотрим их.

Наибольшее число суперкомпьютеров насчитывается в Америке, далее идёт Азия и на третьем месте - Европа. Конкретно на конец 2006 в Америке насчитывалось 298 представителей списка Top500, в Азии 93 (из них 29 в Японии и 28 в Китае); в Европе 83 - суперкомпьютера.

Если оставить в стороне процессоры, разработанные специально для суперкомпьютеров и рассмотреть применение для этой цели обычных процессоров, то картина будет выглядеть следующим образом. На процессорах Intel собрана 301 система, на процессорах IBM Power - 84 системы, и 81 система на процессорах AMD (Opteron).

Если говорить о конкретных системах, достигающих максимальной производительности, то, как уже упоминалось, на первом месте американский суперкомпьютер BlueGenel с теоретической производительностью 360-терафлопс. Следом за ним – также американский суперкомпьютер теоретическая производительность которого немного превышает 100-терафлопс, все остальные машины не дотягивают до 100-терафлопс. Реальная производительность, как уже упоминалось выше, замеряется в тесте Linpack и может быть существенно ниже.

Эксперты в области суперкомпьютеров в качестве гипотетического идеала рассм атривают петафлопсная машину. Они уверенно высказывают предположение, что до начала 2010 года, компьютер, способный показать такую производительность в тесте Linpack создан не будет. Напомним, что производительность MDGrape рассчитана теоретически, архитектура этого компьютера не приспособлены для запуска теста Linpack.

Достаточно давно среди разработчиков суперкомпьютеров и экспертов в этой области ведётся дискуссия о необходимости замены слишком узкого и неадекватного теста Linpack более объективным, итспытаниями. Однако ситуация не меняется. Другие тесты разработаны, но расчёт рейтинга Top500 на их основе задерживается, поскольку это новшество сильно изменит привычную расстановку сил среди производителей суперкомпьютеров, что приведёт к существенному изменению ситуации в этой отрасли IT-индустрии.

Наконец, пара слов о значении суперкомпьютеров для решения экономических задач. Многие математические модели экономики сводятся к оптимизационным задачам, причём некоторые из них могут быть решены только простым перебором. Большое количество рассматриваемых вариантов не позволяло применить существующие компьютеры для решения таких задач - их производительности явно не хватало для получения результата в обозримое время. Ситуация существенно изменится, когда мощность персональных компьютеров приблизится к мощности суперкомпьютеров. Возможно, это звучит фантастически, но Intel приблизил сказку к реальности, представив перспективную разработку 80 - ядерного, терафлопсного микропроцессора. Не исключено, что скоро на столах работников экономических служб предприятий будут стоять компьютеры по производительности близкие к ныне существующим суперкомпьютерам и работникам экономических служб и IT- специалистам их обслуживающим надо быть к этому готовым.

С точки зрения производительности следует рассматривать не только отдельно взятые ЭВМ, но и их совместно функционирующие конгломераты. Часто несколько ЭВМ объединяются в кластеры. Кластер - совокупность ЭВМ, совместно используемых для обеспечения необходимой производительности при решении задач повышенной сложности.

Высокой производительности компьютерной системы можно достичь при совместном функционировании даже ЭВМ ординарной производительности. Сложная задача разделяется на небольшие части, каждая часть решается на ЭВМ ординарной производительности, потом результаты решения объединяются (компьютерная графика в кинофильмах - покадровая обработка, криптография). Но не все задачи можно разделить на такие части, некоторые задачи нужно решать в реальном масштабе времени. Поэтому конгломераты ЭВМ малой и средней производительности в обозримом будущем не смогут заменить супер-ЭВМ.

Классификация по особенностям архитектуры

· Мэйнфреймы

· Мини-ЭВМ

· Персональные ЭВМПерсональные ЭВМ (Микро-ЭВМ)

· Сетевые компьютеры

· Портативные (мобильные) устройства

Строго определения указанных классов дать нельзя.

Мэйнфрейм - ЭВМ, высокой или сверхординарной производительности, использующая один или несколько высокопроизводительных процессоров, обеспечивающая подключение большого числа внешних устройств и предназначенная для обслуживания большого числа пользователей при осуществлении ими сложной обработки больших объемов данных.

Основные их характеристики:

· ОЗУ от нескольких до нескольких сотен Гбайт;

· высокопроизводительные каналы ввода-вывода;

· емкость ВЗУ - до десятков Тбайт;

· допускают подключение сотен устройств ввода-вывода;

· имеют стоимость от десятков тысяч до нескольких миллионов долларов;

· практически всегда выступают в качестве ЭВМ коллективного использования.

Исторически это самый старый тип ЭВМ. Классические мэйнфреймы 60-70 гг.- это семейство IBM 360/370. Тогда они имели характеристики объема ОЗУ и ВЗУ ниже, чем современные ПК. Они были взяты за основу при проектировании советских ЕС ЭВМ. С 80х гг. мэйнфреймы активно вытесняются сетями, основанными на высокопроизводительных мини-ЭВМ.

Основное назначение мэнфреймов на текущий момент - обслуживание больших компьютерных сетей. В США установлено более 40 тыс. мэйнфреймов и в их базах данных хранится 70% информации крупных корпораций. В России используется порядка 5 тыс. мэйнфреймов (в основном, устаревших).

Основные производители мэйнфреймов IBM, Hitachi, Fujitsu и т.д. Наиболее распространенная современная линия мэйнфреймов ES/390 (Enterprise System) выпускается компанией IBM.

Мини-ЭВМ - ЭВМ, высокой или сверхординарной производительности, использующая один или несколько высокопроизводительных процессоров, предназначенная для управления крупными компьютерными сетями или решения задач высокой сложности при индивидуальном использовании.

Чаще всего используются как серверы средних и больших сетей, но нередко применяются как индивидуально используемые ЭВМ для решения задач повышенной сложности. В последнем случае их часто называют высокопроизводительными рабочими станциями.

Под высокопроизводительными рабочими станциями обычно понимаются индивидуально используемые мини-ЭВМ, использующие так называемые RISC-процессоры и ту или иную разновидность операционной системы Unix. В последнее время многие производители высокопроизводительных станций все чаще начинают использовать CISC-процессоры Intel и OC Windows NT/2000.

Высокопроизводительные рабочие станции обычно используются для решения сложных инженерных задач (автоматизированное проектирование), научных и экономических задач, требующих большого объема вычислений, в компьютерном дизайне, в кинематографии и т.д. Грань между высокопроизводительными рабочими станциями и персональными ЭВМ быстро стирается. Теперь многие из перечисленных задач можно решать и с помощью компьютеров, традиционно относимых к классу персональных ЭВМ.

Исторически, мини-ЭВМ возникли в начале 70х гг. как более дешевое решение, рассчитанное на средние фирмы в противовес дорогостоящим мэйнфреймам, которые были доступны только крупным богатым организациям. До последнего времени активно вытесняли мэйнфреймы, поскольку имели лучшее соотношение производительность/цена.

Основные их характеристики:

· один или несколько высокопроизводительных процессоров;

· обычно используют ту или иную разновидность ОС Unix;

· ОЗУ до десятков и сотен Гбайт;

· емкость ВЗУ до нескольких сотен Гбайт;

· обычно допускают подключение меньшего, чем мэйнфреймы числа внешних устройств;

· имеют стоимость от нескольких тысяч до нескольких миллионов долларов.

Основные производители : Sun, IBM, Silicon Graphics, Hewlett Packard и др.

Персональные ЭВМ (ПЭВМ, ПК, PC) - ЭВМ ординарной производительности, допускающие использование относительно небольшого числа устройств ввода-вывода.

Термин "персональный компьютер" используется для того, чтобы указать на то, что это ЭВМ, архитектура которой ориентирована, главным образом, на индивидуальное использование. Однако ПК часто используются и в качестве сетевых серверов для управления относительно небольшими сетями (ПК-серверы). Персональные ЭВМ разделяют на стационарные и портативные.

Стационарные ПК (настольные ПК, desktop PC) предназначены для использования в условиях подключения к стационарной электрической сети.

Портативные ПК (мобильные ПК) имеют небольшие размеры, малый вес и могут использоваться как при стационарном, так и при автономном электропитании.

Различают портфельные (ноутбуки, субноутбуки, notebooks, subnotebooks) и карманные (КПК, PDA, Pocket PC) портативные ПК. Карманные и часть портфельных ПК с точки зрения особенностей архитектуры относятся к особому классу мобильных устройств . Традиционные ноутбуки и субноутбуки также являются мобильными устройствами, но с точки зрения основных особенностей архитектуры идентичны настольным ПК.

Сейчас 92-93% рынка настольных и портативных портфельных ПК приходится на так называемые IBM-совместимые ПК. Их производят тысячи фирм-производителей во всем мире. Основные производители: Hewlett Packard, Dell, IBM. В них используются процессоры Intel или совместимые с ними. 5-6% рынка приходится на ПК фирмы Apple Computer. Эти ПК имеют иную аппаратную платформу, основаны на других процессорах. В основном они применяются в издательском деле и профессиональными художниками.

Своей популярностью IBM-совместимые ПК обязаны так называемой открытой архитектуре . Открытая архитектура - совокупность общепринятых стандартов организации взаимодействия различных устройств ЭВМ. Позволяет собирать ПК из готовых комплектующих, произведенных различными производителями.

Сетевые компьютеры - это ЭВМ, предназначенные только для использования в компьютерной сети. Они не имеют ВЗУ и загружают программы с сетевого сервера. Исполнение программ происходит на самом сетевом компьютере, но программы и обрабатываемые ими данные хранятся на сетевом сервере. Этим они принципиально отличаются от традиционных ПК, загружающих ОС и прикладные программы с собственных дисков.

Идея создания и применения сетевых компьютеров возникла относительно недавно. Ее выдвинули и поддерживали компании, не желающие мириться с фактической монополией Intel и Microsoft. Достоинство сетевых компьютеров в том, что их легче администрировать, поскольку все программы хранятся в единственном экземпляре на сетевом сервере. Недостаток в том, что вне сети они не могут функционировать. К сожалению, идея не получила должного распространения.

Мобильные устройства. Точного определения понятия "мобильные устройства" нет. В широком смысле к мобильным устройствам относятся все разновидности цифровых переносных устройств. В более узком понимании под мобильными устройствами называют переносные ПК. Как уже говорилось, ноутбуки и субноутбуки по своей архитектуре практически идентичны обычным настольным ПК. Как отдельную группу мобильных устройств следует рассматривать карманные компьютеры (КПК), которые имеют особую архитектуру, используют свои типы процессоров. Они разделяются на:

· Клавиатурные (Hand Held PC)

· Бесклавиатурные (Palm Top PC)

В отличие от настольных и портативных портфельных ПК, КПК не имеют электро-механических компонент. Основные используемые программы записаны в ПЗУ, а файлы с данными размещаются в основной памяти.

Основными программными платформами являются Pocket Windows и Palm OS . Реже используется ОС EPOC .

В последнее время наблюдается большой рост интереса к КПК. Становится популярной идея объединения в КПК нескольких устройств: собственно КПК, мобильного телефона, цифровой камеры, диктофона, приемника, MP3-плеера. Для них используется термины "смартфон" и "коммуникатор" обозначающий гибрид мобильного телефона и КПК.

Современный компьютер — это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software). Ком-пьютерной программой называется закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, ал-горитм для исполнения компьютером, описанный или на языке машинных кодов, или на специальном языке программирова-ния. Чтобы на компьютере можно было решать задачи, необхо-димо программное обеспечение, структуру которого в соответст-вии с классификацией программ отражает следующая схема.

Рис. Структура программного обеспечения ПК

Программное обеспечение (ПО) — это совокупность про-грамм обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение является очень широким понятием, оно включает в себя системное программное обеспе-чение, которое отвечает за работоспособность компьютеров; прикладное программное обеспечение, предназначенное для ре-шения задач любой предметной области в виде пакетов при-кладных программ (ППП); и инструментарий технологии про-граммирования.

Системное программное обеспечение предназначено для функ-ционирования самого компьютера как единого целого. Это в первую очередь операционная система, а также сервисные про-граммы различного назначения — драйверы, утилиты и т. п. Сюда же относятся программы проведения диагностики и про-филактики аппаратуры компьютера. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере.

Операционные системы — главная часть системного ПО. Это комплекс программ, управляющих всеми аппаратными компо-нентами компьютера, обеспечивая их целостное функциониро-вание, а также предоставляющих пользователю доступ к аппа-ратным возможностям компьютера. В состав ОС входит большое количество утилит — программ вспомогательного назначения. Подробнее операционные системы будут рассмотрены в п. «Опе-рационные системы».

Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяют ей рабо-тать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первые попавшие в нашу страну версии операционных систем DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиату-ры. Для устранения этого недостатка были созданы специальные драйверы клавиатуры.

Драйверы обычно входят в комплект поставки ОС. В процес-се установки операционной системы активизируются те драйве-ры, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.

Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и нагляд-ный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС.

Средства контроля и диагностики обеспечивают автоматиче-скую проверку функционирования отдельных узлов ЭВМ, поиск ошибок в их работе.

Система программирования позволяет разрабатывать програм-мы на языках программирования. Языками программирования на-зываются формальные языки связи человека с ЭВМ, предназна-ченные для описания данных (информации) и алгоритмов (про-грамм) их обработки на компьютере. Внутренний (машинный) язык любой ЭВМ — цифровой, слова в нем записываются в дво-ичных кодах, в виде последовательности нулей и единиц. Транс-ляторы и интерпретаторы — комплекс программ, обеспечиваю-щий автоматический перевод с алгоритмических языков в ма-шинные коды.

Прикладное программное обеспечение предназначено для не-посредственного решения пользовательских задач. Прикладные программы в основном представлены пакетами прикладных программ (ППП) — комплексом взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.

Разработаны и используются сотни тысяч прикладных про-грамм для различных применений. Условно их делят на четыре группы:

Пакеты программ текстовой обработки;

Табличные процессоры;

Пакеты программ графики;

Системы управления базами данных.

Такая классификация не является исчерпывающей, так как в одну группу могут входить программы, выполняющие весьма различающиеся задачи. Например, к пакетам текстовой обработ-ки можно отнести как текстовые редакторы, так и издательские системы; к программам графики — графические редакторы и средства создания презентаций и т. д.

Рассмотрим подробнее наиболее часто применяемые пакеты.

Табличные процессоры выводят на экран промежуточную таб-лицу, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета по имеющимся данным. Все рас-пространенные табличные процессоры позволяют пересчитывать значения элементов таблицы по заданным формулам, строить различные графики, создавать собственные входные и выходные формы. Кроме того, имеется множество возможностей декора-тивного характера — включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу и т. д.

Издательские системы предназначены для подготовки рек-ламных буклетов, оформления газет, журналов и т. д. Основная их функция — верстка, т. е. размещение текста по страницам до-кумента, вставка рисунков и т. д. Обычно тексты подготавливае-мых документов набираются в редакторе типа MS Word, а затем считываются издательской системой, где и выполняется их окончательное оформление.

Программы подготовки презентаций используются для оформления слайдов, в которые помещаются рисунки, надписи, диаграммы и т. д. Эти программы организуют показ презентаций с помощью компьютера (на мониторе большого размера или специальной демонстративной панели).

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах есть возможность рисования линий, кривых, раскройки областей экрана, создания надписей и т. д. В редакторах, ориентированных на обработку фотоизобра-жений, можно обрабатывать изображения большого размера и имеются средства для настройки яркости и контрастности изо-бражения или отдельных частей. Весьма популярны и редакторы объектной графики, работающие с изображением из различных объектов — букв, линий и т. д.

Программы для анимации позволяют создать двухмерное и трехмерное изображения движущейся модели объектов и, управ-ляя ими и комбинируя их, получать несложные анимационные фильмы.

Программы для создания компьютерного видео позволяют при наличии соответствующего оборудования производить на компь-ютере монтаж видеофильмов, наложение титров, видеоэффектов и т. д.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухуче-та, подготовки финансовой отчетности, финансового анализа деятельности предприятий.

Персональные информационные менеджеры позволяют назна-чать разовые и повторяющиеся мероприятия, напоминать о де-лах, которые необходимо выполнять регулярно и т. д.

Программы планирования позволяют составлять планы работ, требующие координации многих людей и ресурсов.

Программы распознавания символов позволяют вводить с по-мощью сканера напечатанные тексты, делая ненужным утоми-тельный и трудоемкий ввод текстов с клавиатуры.

Программы-переводчики позволяют переводить тесты с рус-ского языка на английский, немецкий, французский и обратно.

Программы-словари — это электронные версии обычных сло-варей с некоторыми дополнительными возможностями.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) по-зволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера.

Отдельной частью прикладного программного обеспечения являются библиотеки стандартных программ. Их составляют час-то используемые программы вычисления функций, решения уравнений, распространенных операций обработки данных (сор-тировка, нахождение максимального и минимального значений в массивах данных и т. д.).

Уникальное программное обеспечение — комплекс программ, предназначенных для выполнения специализированных про-грамм пользователя, решающих уникальные пользовательские задачи. Кроме_того, к уникальным можно отнести задачи созда-ния и обработки базы данных для конкретного предприятия.

Пакет прикладных программ Microsoft Office

Прикладные программы часто объединяются в пакеты по роду деятельности пользователя. Наиболее популярным пакетом, предназначенным для решения задач автоматизации офиса, яв-ляется Microsoft Office. Он представляет собой семейство при-кладных программных продуктов, которое объединяет различ-ные приложения в универсальную среду для работы с информа-цией. Наибольшее распространение в нашей стране получили следующие, входящие его состав программы.

Microsoft Word — мощный текстовый процессор, который позволяет быстро и просто создавать профессионально оформ-ленные документы, содержащие рисунки, схемы, формулы, таб-лицы, диаграммы, а также обладает встроенной поддержкой тех-нологий Internet.

Microsoft Excel — универсальная программа для работы с электронными таблицами. Она располагает разнообразными средствами для форматирования, отображения, преобразования и анализа данных, проведения математических, финансовых, статистических и других вычислений, обмена данными и инфор-мацией, в том числе и через Internet.

Microsoft PowerPoint — редактор, предназначенный для соз-дания всяческих презентаций, представляющих собой совокуп-ность структурированных слайдов, в которых используются раз-личные иллюстративные, анимационные и звуковые эффекты.

Microsoft Outlook является системой работы с сообщениями и совместной работы, которая облегчает организацию информа-ции на рабочем столе и обеспечение совместного доступа к ней, а также связь с другими пользователями. Она позволяет назна-чать место встречи, хранить информацию о контактах, адреса, телефоны, получать и отправлять сообщения по электронной почте или по факсу и т. д.

Microsoft Access — удобное средство для создания и эксплуа-тации достаточно мощных баз данных. Данная система управле-ния базами данных умеет сводить воедино информацию из са-мых разных источников и помогает быстро найти необходимые данные и представить их в удобном для анализа виде с помощью отчетов, графиков и таблиц.

В составе Microsoft Office имеется также несколько неболь-ших программ достаточно узкой специализации. К ним отно-сятся:

Photo Editor — редактор рисунков;

Microsoft Graph — программа для построения простых диа-грамм;

Microsoft WordArt — программа для преобразования слов и фраз в графические изображения; эти изображения можно ис-пользовать, например, для создания эмблем и шапок на фир-менных бланках организации;

Microsoft ClipArt — программа для вставки в документ зара-I нее заготовленной и красочно оформленной графики;

Microsoft Organization Chart поможет уточнять, кто есть кто (и кто за кого отвечает) в любой компании;

Equation Editor — программа для вставки самых сложных ма-тематических уравнений.

Microsoft Office очень удобен — он не создает проблем при изучении новых приложений и работе с ними. Получить инфор-мацию о том, как лучше выполнить то или иное действие, или найти нужный инструмент в различных приложениях можно пу-| тем получения справки из меню или у помощника.

К достоинствам Microsoft Office также относится интегриро-ванность программ Excel, Word, Access друг с другом и с други-ми программами и поддержка новейших Web-технологий. Дан-ные, созданные в разных приложениях, входящих в этот пакет, легко импортируются и экспортируются из одного приложения в другое.

В приложениях Microsoft Office можно создавать Web-стра-ницы, не изучая формат HTML, сохранять документы в формате HTML, просматривать готовые HTML-документы, а также соз-давать гипертекстовые ссылки. Такая ссылка может быть поме-щена внутрь документа и будет указывать либо на Web страницу, либо на другой документ, где бы этот документ ни находился.

Наиболее популярными у большинства пользователей явля-ются приложения Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, поэтому в нашем учебнике более подробно будут рас-смотрены основные приемы работы именно в этих программах. Различные версии Microsoft Office могут иметь некоторые отли-чительные особенности, поэтому в тех случаях, когда конкрет-ные приемы операций зависят от используемой версии програм-мы, мы будем опираться на версию Microsoft Office 2000, хотя в основном речь будет идти о таких обобщенных понятиях и мето-дах, для которых различия между конкретными версиями про-грамм второстепенны.

Операционные системы

Операционная система — это комплекс программных средств, обеспечивающих в компьютере или вычислительной системе выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование, ввод-вывод и управление данными.

Главной функцией операционной системы является управле-ние прикладными процессами, памятью и внешними устройст-вами, интерфейсом пользователя, безопасностью данных и про-чим.

Для решение каждой из перечисленных задач управления операционная система имеет специальные блоки:

- монитор, который управляет выполнением задач;

- загрузчик, предоставляющий прикладному процессу необ-ходимые программы;

- супервизор, управляющий процессом, памятью и работой оборудования;

- планировщик, определяющий порядок выполнения задач и распределение ресурсов;

- утилита, которая выполняет сервисные операции.

Операционная система занимает большой объем, поэтому в оперативной памяти находятся только те ее части, с которыми в данный момент работает процессор (они называются резидент-ными). Остальные программы располагаются во внешней памя-ти и переписываются в оперативную по мере необходимости.

Операционные системы делятся на одно- и многозадачные. Современная операционная система — сложный комплекс про-граммных средств, предоставляющих пользователю не только стандартизированный ввод-вывод и управление программами, но и упрощающий работу с компьютером. Программный интер-фейс операционных систем позволяет уменьшить размер кон-кретной программы, упростить ее работу со всеми компонента-ми вычислительной системы.

Операционные системы, развиваясь вместе с ЭВМ, прошли длинный путь от простейших программ в машинных кодах дли-ной в несколько килобайт до монстров, написанных на языках высокого уровня, размер которых исчисляется десятками мега-байт. Такой значительный рост размера операционных систем обусловлен, главным образом, стремлением разработчиков «ук-расить» операционную систему, расширить ее возможности, до-бавить возможности, изначально несвойственные операционным системам, а также сделать интерфейс пользователя интуитивным. Все эти попытки дали свои результаты, и положительные, и от-рицательные (усложнение настройки и программного интерфей-са при упрощении пользовательского).

На сегодняшний день на рынке программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют несколько семейств операционных систем.

ОС UNIX — одна из старейших и наиболее простых опера-ционных систем, обладающая тем не менее большим набором инструментальных средств. Позволяет работать с каждой при-кладной программой в отдельном окне (полиэкранная техноло-гия). С точки зрения пользователя, наиболее важными качества-ми системы являются переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой и богатый сетевой сервис, позво-ляющий осуществлять распределенную обработку данных. UC UNIX широко используется в суперкомпьютерах, рабочих станциях сети и профессиональных ПК. Сейчас на рынке программного обеспечения представлено много различных вари-антов этой мобильной операционной системы: XENIX, UNIXWARE, SUN-OS, LINUX, BSD.

Операционная система OS/2, будучи полноправной многоза-дачной операционной системой, со своим оригинальным графи-ческим пользовательским и программным интерфейсами, сохра-няет совместимость с однозадачными ОС MS-DOS и PC-DOS. Она предоставляет широкие возможности обработки не только текстов, но и изображений. В основном предназначена для рабо-ты на серверах. Система обладает высокой надежностью, но ра-ботать с ней могут только квалифицированные пользователи.

ОС Microsoft Windows предназначена для работы в однополь-зовательском режиме (то есть является системой для ПК), но имеет и широкие сетевые возможности. Это многозадачная опе-рационная система. Характеризуется удобным графическим ин-терфейсом, использует полиэкранную технологию. Позволяет осуществлять обмен данными между различными приложения-ми. Развитием ОС Microsoft Windows стала Windows NT, ориен-тированная на работу в разнородных сетях.

Примером широко распространенной однозадачной опера-ционной системы является MS-DOS, предложенная корпораци-ей Microsoft.

После изучения главы 4 студент должен:

знать

• основные понятия и классификацию программного обеспечения;
• назначение и виды операционных систем;
• основные характеристики и системные объекты операционной системы Windows, средства ее графического интерфейса;
• назначение и строение файловой системы;
• основные типы файлов, их обозначение расширением имени;
• назначение основных сервисных программ;

уметь

• работать с файлами и папками;
• архивировать файлы;
• выполнять вход в компьютерную систему, регистрацию и завершение работы;

владеть

• навыками использования модифицирующих и навигационных клавиш клавиатуры, перезагрузки компьютера в случае зависания;
• навыками работы с манипулятором мышь с системе Windows;
• навыками создания, именования, копирования, перемещения папок и файлов с помощью интерфейса и команд папки, Проводника, файлового менеджера;
• навыками поиска файлов по параметрам;
• навыками удаления папок и файлов, восстановления из Корзины Windows.

Основные понятия программного обеспечения

Программный принцип управления компьютером

Программа – полный, достаточный набор команд, выполнение которых заставляет компьютер вести себя определенным образом и за конечное число шагов решить конкретную задачу .

Программа на языке программирования или в машинном коде описывает действия, которые компьютер должен выполнить в виде точной и подробной последовательности команд обработки данных. Программа подобна рецепту: содержит список ингредиентов (так называемых переменных) и инструкций (команд), указывающих компьютеру действия с переменными. Переменные могут представлять числа, текст, графические изображения и др.

Программное обеспечение – совокупность программ и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение является информационной компонентой компьютера, в отличие от устройств – физической, аппаратной компоненты, и предназначено для многократного использования и применения разными пользователями. Без программ компьютер бесполезен.

Программирование – разработка программ для решения задач на ЭВМ. Оно состоит из следующих этапов:

• формулировка задачи, общего плана решения;
• составление алгоритма – набора операций, команд на языке программирования;
• трансляция программы на языке программирования в машинные коды, преобразование текста программы в форму, воспринимаемую устройствами компьютера;
• отладка, устранение ошибок, улучшение, применение программы.

Алгоритм – метод описания решения задачи (проблемы) через конечную последовательность шагов (этапов), следуя которым преобразование исходных данных приведет к результату. Происхождение слова связывают с именем математика Аль-Хорезми (из Хорезма, Средняя Азия), в IX в. разработавшего правила выполнения арифметических операций над многозначными числами.

Свойствами алгоритма решения задачи являются:

• дискретность – разбиение процесса обработки данных на отдельные операции;
• определенность (точность) – однозначное выполнение каждого действия;
• результативность – получение результата за конечное число шагов;
• понятность – включение только таких команд, которые входят в систему команд данной программы, операционной системы или процессора.

Алгоритмизация – этап решения задачи, на котором по формулировке задачи разрабатывается алгоритм.

Программист пишет программу на каком-либо языке программирования, состоящем из правил написания программ, и описывает алгоритм, используя слова, буквы, символы, знаки, математические операторы и др. Программа, написанная на языке программирования, называется исходным текстом. Программист меняет исходный текст, редактирует, изменяет, вставляет новые команды. Отлаживая программу, устраняя ошибки, создавая модификации и версии, может подключать другие программы как компонент или саму программу вставлять в другую программу как компонент.

Языки программирования высокого уровня (Бейсик, Паскаль, Си, Делфи, Фортран, Си++ и др.) позволяют писать программы в наглядном, воспринимаемом человеком виде, не зависящем от типа ЭВМ. Исходный текст программы преобразуют в машинный код, понимаемый и выполняемый компьютером. Этот этап называют трансляцией и выполняют с помощью специальных программ: компиляторов, интерпретаторов.

Языки программирования низкого уровня (например, Ассемблер) допускают непосредственное обращение к некоторым устройствам (например, к регистрам процессора) и предназначены для определенного типа ЭВМ.

Машинная команда – элементарная инструкция, выполняемая машиной автоматически без дополнительных указаний. Машинные команды подразделяются но видам выполняемых операций на арифметические и логические операции с данными, операции пересылки данных, обращения к внешним устройствам и передачи управления, а также обслуживающие и вспомогательные операции. Команды хранятся в памяти в двоичном коде. Машинная команда содержит код выполняемой операции, указания на операнды (данные для операции) и размещение получаемого результата. Команда в программу может подаваться извне – вводом данных от пользователя или другой программы. Машинная программа – последовательность команд решения задачи на языке вычислительной машины (в кодах машины).

• См. также Гражданский кодекс РФ, ст. 1261. Программы д ля ЭВМ: "Программой для ЭВМ является представленная η объективной форме совокупность данных и команд, предназначенных для функционирования ЭВМ и других компьютерных устройств в целях получения определенного результата, включая подготовительные материалы, полученные в ходе разработки программы для ЭВМ, и порождаемые ею аудиовизуальные отображения".