Программное обеспечение

Программное
обеспечение
Тема 1. Введение

Программное обеспечение
аппаратные средства
(hardware)
программное обеспечение
(software)
Взаимодействие человека с компьютером

Программное обеспечение
Прикладное ПО – программы, которые пользователь использует для решения своих задач
текстовые редакторы
графические редакторы
базы данных …
Системное ПО – обеспечивает взаимодействие пользователя и прикладных программ с аппаратными средствами
операционные системы
драйверы
утилиты
Системы программирования – средства создания новых программ.
Программы пользователей – пользователи составляют их для своих собственных нужд.

Программное обеспечение
аппаратные средства
(hardware)
системное ПО
прикладное ПО
системы
программирования
ПОЛЬЗОВАТЕЛИ
ПРОГРАММИСТЫ

Программное
обеспечение
Тема 2. Прикладные
программы

ПО для работы с текстом
Текстовые редакторы – для редактирования текстовых документов без оформления
Блокнот – файлы *.txt
Текстовые процессоры – для редактирования текстовых документов
WordPad – файлы *.doc (текст + рисунки)
Word – файлы *.doc, *.docx (текст + рисунки + таблицы + автофигуры + диаграммы …)
OpenOffice Writer – файлы *.odt – бесплатно
openoffice.org

ПО для обработки изображений
Графические редакторы
Растровые рисунки:
Paint – файлы *.bmp (также *.gif, *.jpg)
Adobe Photoshop – файлы *.psd www.adobe.com
Gimp – бесплатно www.gimp.org
Paint.NET – бесплатно www.getpaint.net
Векторные рисунки:
CorelDraw – файлы *.cdr www.corel.com
Adobe Illustrator – файлы *.ai www.adobe.com
Inkscape – бесплатно www.inkscape.org
OpenOffice Draw – файлы *.odg – бесплатно

Прикладное ПО
Редакторы видео (файлы *.avi, *.mpg, *.wmv)
Movie Maker (в составе Windows)
Pinnacle Studio www.pinnaclesys.ru
Adobe Premier www.adobe.com
VirtualDub – бесплатно www.virtualdub.org
Издательские системы – для подготовки пеатных материалов (газет, книг, буклетов)
Microsoft Publisher
QuarkXPress www.quark.com
Adobe InDesign www.adobe.com
Scribus – бесплатно www.scribus.net

Офисное ПО
Электронные таблицы – для выполнения расчетов с табличными данными
Microsoft Excel – файлы *.xls, *.xlsx
OpenOffice Calc – файлы *.ods – бесплатно
Системы управления базами данных
Microsoft Access – файлы *.mdb, *.accdb
OpenOffice Base – файлы *.odb – бесплатно
Создание презентаций
Microsoft PowerPoint – файлы *.ppt, *.pptx
OpenOffice Impress – файлы *.odp – бесплатно

ПО для работы в Интернете
Браузеры – для просмотра Web-страниц на экране
Internet Explorer – бесплатно
Mozilla Firefox – бесплатно www.mozilla.org
Opera – бесплатно www.opera.com
Safari – бесплатно www.apple.com
Chrome – бесплатно http://www.google.com/chrome/
Почтовые программы – прием и отправка e-mail
Microsoft Outlook Express (в составе Windows)
Microsoft Outlook
TheBat www.ritlabs.com
Mozilla Thunderbird – бесплатно www.mozilla-russia.org

Какие бывают программы?
Свободное ПО с открытым исходным кодом (Open Source): можно бесплатно
запускать и использовать в любых целях
изучать текст программы
распространять (бесплатно или за плату)
изменять код (развитие и усовершенствование)
Бесплатное ПО (Freeware): можно бесплатно использовать; исходного кода нет; есть ограничения на:
коммерческое использование
изменение кода
извлечение данных
Linux
Gimp
Avast
Firefox
Opera

Какие бывают программы?
Условно-бесплатное ПО (Shareware): бесплатное ПО с ограничениями:
отключены некоторые функции
ограничен срок действия (30 дней)
ограничено количество запусков
раздражающие сообщения
принудительная реклама
Платная регистрация снимает ограничения.
Коммерческое ПО:
плата за каждую копию
бесплатная техническая поддержка (!)
запрет на изменение кода и извлечение данных
быстрое внесение изменений (сервис-паки, новые версии)
Nero Burning
Rom
TheBat

Программное
обеспечение
Тема 3. Системные
программы

Начальная загрузка ПК
Работает микропрограмма, «зашитая» в чип BIOS

Начальная загрузка ПК
Работает микропрограмма, «зашитая» в чип BIOS – еще один вариант

Начальная загрузка MacOS
Как мы видим, никакой дополнительной информации нет на экране

Начальная загрузка MacOS
Еще один вариант

Меню микропрограммы BIOS
Здесь можно получить информацию о системе («железе») и сделать нужные настройки, если есть необходимость

Операционные системы
Операционная система (ОС) – это комплекс программ, обеспечивающих пользователю и прикладным программам удобный интерфейс (способ обмена информацией) с аппаратными средствами компьютера.
Функции ОС (что она обеспечивает):
обмен данными с внешними устройствами
работу файловой системы (файлы, папки)
запуск и выполнение остальных программ
тестирование компьютера, обработка ошибок
распределение ресурсов (процессор, память, внешние устройства)

Файловые системы
FAT32 (Windows 95/98/2000/XP/Vista/7)
медленно работает с большими дисками
не поставить права доступа
NTFS (Windows NT/2000/XP/Vista/7)
права на доступ
квоты для пользователей
сжатие дисков «на лету»
журналирование
сложность
Windows:
Linux:
ext3, ext4
планируемые изменениях на диске записываются в журнал (для восстановления при сбое)

Состав операционной системы
загрузчик ОС – это небольшая программа, которая находится в секторе 1 загрузочного диска, ее задача – загрузить в память основную часть (ядро) ОС
система распределения памяти
система ввода и вывода (BIOS = Basic
Input and Output System), в микросхеме
флэш-памяти на материнской плате
тестирование при запуске
чтение и запись на диски
обмен данными с клавиатурой, монитором, принтером
календарь и часы
настройки данного компьютера
командный процессор (command.com, cmd.exe)
выполняет команды, введенные с клавиатуры
обеспечивает загрузку и выполнение других программ

Состав операционной системы (II)
утилита (лат. utilitas – польза) – это служебные программы для проверки и настройки компьютера:
разбивка диска на разделы (fdisk.exe)
форматирование диска (format.com)
тестирование диска (chkdsk.exe)
редактирование реестра (regedit.exe)
проверка соединения (ping.exe)
драйвер (англ. driver – водитель) – это программа, которая постоянно находится в памяти и обеспечивает обмен данными с внешним устройством (файлы *.sys в Windows)
драйвер видеокарты, звуковой карты, сетевой карты, принтера, сканера, …

Типы ОС
Однозадачные – в каждый момент выполняется только одна задача (программа), она получает все ресурсы компьютера.
Примеры: MS DOS, FreeDOS, DR DOS, PC DOS
Многозадачные – может одновременно выполняться несколько задач; ОС распределяет кванты времени процессора между задачами.
Windows 95/98/Me
Windows NT/2000/XP/2003/Vista/7
UNIX – надежная сетевая ОС (Интернет)
Linux – UNIX-подобная ОС
QNX – ОС реального времени

Типы ОС
Однопользовательские – в каждый момент с компьютером работает один пользователь, он получает все ресурсы компьютера.
Многопользовательские – с мощным компьютером одновременно работают несколько пользователей.
терминал = монитор + клавиатура
терминал
терминал
терминал
терминал

Утилиты, не входящие в ОС
антивирусные программы
AVP, Е. Касперский, www.avp.ru
DrWeb, И. Данилов www.drweb.com
Norton Antivirus www.symantec.com
www.mcafee.com
NOD32 www.eset.com
архиваторы – программы для упаковки файлов
WinRAR (Е. Рошал) – архивы *.rar, *.zip – www.rarsoft.com
7zip – архивы *.7z, *.zip – www.7zip.org

Утилиты, не входящие в ОС
информация о системе
Everest www.lavalys.com
SiSoft – бесплатно www.sisoftware.net
сканирование (MiraScan, EpsonScan, со сканером)
программы для записи CD и DVD
Nero Burning ROM www.nero.com
DeepBurner Free – бесплатно
www.deepburner.com

Лицензия GNU GPL
GNU General Public Licence:
программное обеспечение поставляется с исходным кодом
авторские права принадлежат разработчикам
можно свободно и без оплаты
запускать программы
изучать и изменять код
распространять бесплатно или за плату
улучшать и распространять улучшения
можно использовать код в своих разработках, но они могут распространяться только по лицензии GPL
программы распространяются без гарантий
за настройку и сопровождение можно брать плату

Программное
обеспечение
Тема 4. Сжатие файлов. Архиваторы

Архивация и сжатие файлов
Архивация – создание резервных копий (на CD, DVD). Цели:
сохранить данные на случай сбоя на диске
объединить группу файлов в один архив
зашифровать данные с паролем
Сжатие файлов – это уменьшение их размера. Цели:
уменьшить место, которое занимают файлы на диске
уменьшить объем данных для передачи через Интернет
Типы сжатия:
без потерь: сжатый файл можно восстановить в исходном виде, зная алгоритм сжатия
тексты
программы
данные
с потерями: при сжатии часть информации безвозвратно теряется
фотографии (*.jpg)
звук (*.mp3)
видео (*.mpg)
*.zip
*.rar
*.7z

Почему файлы можно сжать?
Алгоритм RLE (англ. Run Length Encoding, кодирование цепочек одинаковых символов, используется для рисунков *.bmp)
100
100
200 байт
Файл qq.txt
Файл qq.rle (сжатый)
4 байта
сжатие в 50 раз!
Сжатие возможно, если в данных есть повторяющиеся символы или цепочки символов, сжатие «устраняет» эту избыточность.

Почему файлы можно сжать?
Общий подход:
найти в данных повторяющиеся цепочки символов
обозначить их короткими кодами (битовыми, разной длины)
в начало сжатого файла записать словарь
Эффективные алгоритмы:
алгоритм Хаффмана
алгоритм LZW (Лемпела-Зива-Велча)
алгоритм PPM (WinRAR)
Сжимаются
хорошо
плохо
случайные данные
программы (*.exe)
архивы (*.zip, *.rar, *.7z)
сжатые рисунки (*.gif, *.jpg, *.png, *.tif, …)
сжатый звук (*.mp3, *.wma)
сжатое видео (*.mpg, *.wmv)
тексты (*.txt)
документы (*.doc, *.xls)
несжатые рисунки (*.bmp)
несжатый звук (*.wav)
несжатое видео (*.avi)

Самораспаковывающиеся архивы
SFX-архив (англ. SelF eXtracting – самораспако-вывающийся) – это файл с расширением *.exe, который содержит сжатые данные и программу распаковки (около 15 Кб).
для распаковки не нужен архиватор
может распаковать неквалифицированный пользователь
увеличение размера файла
опасность заражения вирусами

Многотомные архивы
Многотомный архив – это архив, разбитый на несколько частей. Цели:
перенос через дискеты
удобство скачивания через Интернет
WinRAR:
abc.part1.rar, abc.part2.rar, ….
многотомный SFX-архив: abc.part1.exe, abc.part2.rar, ….
7Zip:
abc.zip.001, abc.zip.002, ….
abc.7z.001, abc.7z.002, ….

Архивы с паролем
Пароль – это секретный набор символов, предназначенный для подтверждения личности.
зашифрованный
архив
архиватор
Привет, Вася!
пароль
Совпала контрольная сумма?

Как составить пароль?
Методы взлома:
догадаться (зная автора)
перебор по словарю
полный перебор вариантов
…
Пароли
хорошие
плохие
1-5 символов
дата рождения
телефон
только цифры (12345)
qwerty (йцукен)
слово (только строчные буквы)
6-15 символов
заглавные и строчные буквы + цифры + знаки
не слово из словаря
ReI$%_aS&

Архиватор WinRAR (Е. Рошал)
Запуск: Пуск – WinRAR
сжать выделенные файлы
распаковать архив
изменить пароль
сменить диск
двойной щелчок ЛКМ: войти в архив
выйти из папки

Архиватор WinRAR: упаковка
ЛКМ
тип архива
SFX
многотомные архивы
пароль
имя архива

Архиватор WinRAR: распаковка
ЛКМ
куда распаковать?
выбрать папку

Архиватор WinRAR в Проводнике
Упаковка
Распаковка
ПКМ
ПКМ

Архиватор 7Zip: упаковка
ЛКМ
тип архива (7z, zip, tar)
SFX
многотомные архивы
пароль
имя архива

Архиватор 7Zip: распаковка
ЛКМ
куда распаковать?
выбрать папку

Архиватор 7Zip в Проводнике
Упаковка
Распаковка
ПКМ
ПКМ

Программное
обеспечение
Тема 7. Компьютерные вирусы и антивирусы

Что такое вирус?
Компьютерный вирус – это программа, которая при запуске способна распространяться без участия человека.
Признаки заражения:
замедление работы компьютера
перезагрузка или зависание компьютера
неправильная работа ОС или прикладных программ
изменение длины файлов
появление новых файлов
уменьшение объема оперативной памяти
рассылка сообщений e-mail без ведома автора

Вредные действия вирусов
звуковые и зрительные эффекты
имитация сбоев ОС и аппаратуры
перезагрузка компьютера
разрушение файловой системы
уничтожение информации
шпионаж – передача секретных данных
массовые атаки на сайты Интернет

Что заражают вирусы?
Вирусы
программы – *.exe, *.com
загрузочные сектора дисков и дискет
командные файлы – *.bat
драйверы – *.sys
библиотеки – *.dll
документы с макросами – *.doc, *.xls, *.mdb
Web-страницы со скриптами
заражают
не заражают
текст – *.txt
рисунки – *.gif, *.jpg, *.png, *.tif
звук (*.wav, *.mp3, *.wma)
видео (*.avi, *.mpg, *.wmv)
любые данные (без программного кода)
Для того, чтобы вирус смог выполнить какие-то действия, он должен оказаться в памяти в виде программного кода и получить управление.

Способы заражения
запустить зараженный файл;
загрузить компьютер с зараженной дискеты или диска;
при автозапуске CD(DVD)-диска или флэш-диска;
открыть зараженный документ с макросами (Word или Excel);
открыть сообщение e-mail с вирусом;
открыть Web-страницу с вирусом;
разрешить установить активное содержимое на Web-странице.

Классические вирусы
Файловые – заражают файлы *.exe, *.sys, *.dll (редко – внедряются в тексты программ).
Загрузочные (бутовые, от англ. boot – загрузка) – заражают загрузочные сектора дисков и дискет, при загрузке сразу оказываются в памяти и получают управление.
Полиморфные – при каждом новом заражении немного меняют свой код.
Макровирусы – заражают документы с макросами (*.doc, *.xls, *.mdb).
Скриптовые вирусы – скрипт (программа на языке Visual Basic Script, JavaScript, BAT, PHP) заражает командные файлы (*.bat), другие скрипты и Web-страницы (*.htm, *.html).

Сетевые вирусы
Почтовые черви – распространяются через электронную почту в виде приложения к письму или ссылки на вирус в Интернете; рассылают себя по всем обнаруженным адресам
Сетевые черви – проникают на компьютер через «дыры» в системе, могут копировать себя в папки, открытые для записи (сканирование – поиск уязвимых компьютеров в сети)
IRC-черви, IM-черви – распространяются через IRC-чаты и интернет-пейджеры (ICQ, AOL, Windows Messenger, MSN Messenger)
P2P-черви – распространяются через файлообменные сети P2P (peer-to-peer)
распространяются через компьютерные сети, используют «дыры» – ошибки в защите Windows, Internet Explorer, Outlook и др.

Троянские программы
Backdoor – программы удаленного администрирования
воровство паролей (доступ в Интернет, к почтовым ящикам, к платежным системам)
шпионы (введенный с клавиатуры текст, снимки экрана, список программ, характеристики компьютера, промышленный шпионаж)
DOS-атаки (англ. Denial Of Service – отказ в обслуживании) –массовые атаки на сайты по команде, сервер не справляется с нагрузкой
прокси-сервера – используются для массовой рассылки рекламы (спама)
загрузчики (англ. downloader) – после заражения скачивают на компьютер другие вредоносные программы
позволяют получать управление удаленным компьютером, распространяются через компьютерные сети, часто при установке других программ (зараженные инсталляторы)

Антивирусы-сканеры
умеют находить и лечить известные им вирусы в памяти и на диске;
используют базы данных вирусов;
ежедневное обновление баз данных через Интернет.
лечат известные им вирусы
не могут предотвратить заражение
чаще всего не могут обнаружить и вылечить неизвестный вирус

Антивирусы-мониторы
постоянно находятся в памяти в активном состоянии
непрерывное наблюдение
блокируют вирус в момент заражения
могут бороться с неизвестными вирусами
замедление работы компьютера
в случае ошибки ОС может выйти из строя
перехватывают действия, характерные для вирусов и блокируют их (форматирование диска, замена системных файлов);
блокируют атаки через Интернет;
проверяют запускаемые и загружаемые в память файлы (например, документы Word);
проверяют сообщения электронной почты;
проверяют Web-страницы;
проверяют сообщения ICQ

Антивирусные программы
AVP = Antiviral Toolkit Pro (www.avp.ru) – Е. Касперский
DrWeb (www.drweb.com) – И. Данилов
Norton Antivirus (www.symantec.com)
McAfee (www.mcafee.ru)
NOD32 (www.eset.com)
Коммерческие
Бесплатные
Security Essential (http://www.microsoft.com/security_essentials/)
Avast Home (www.avast.com)
Antivir Personal (free-av.com)
AVG Free (free.grisoft.com)

Антивирус Касперского
Файловый антивирус (проверка файлов в момент обращения к ним)
Почтовый антивирус (проверка входящих и выходящих сообщений)
Веб-антивирус (Интернет, проверка Web-страниц)
Проактивная защита (попытки обнаружить неизвестные вредоносные программы):
слежение за реестром
проверка критических файлов
сигналы о «подозрительных» обращениях к памяти
Анти-шпион (борьба с Интернет-мошенничеством)
Анти-хакер (обнаружение сетевых атак)
Анти-спам (фильтр входящей почты)

Антивирус Касперского
ПКМ

Антивирус Касперского
ПКМ
Проводник: запуск через контекстное меню

Антивирус DrWeb (сканер)
Запуск: Пуск – Сканер DrWeb
старт
настройки
выбрать, что проверяем (ЛКМ)
результаты

Антивирус DrWeb
ПКМ
Проводник: запуск через контекстное меню

Другие виды антивирусной защиты
брандмауэры (файрволы, сетевые экраны)
блокируют «лишние» обращения в сеть и запросы из сети
аппаратные антивирусы
защита от изменения загрузочного сектора
запрет на выполнение кода из области данных
аппаратный брандмауэр ZyWALL UTM
(ZyXEL и Лаборатории Касперского)
онлайновые (on-line) антивирусы
устанавливают на компьютер модуль ActiveX,
который проверяет файлы…
или файл пересылается на сайт разработчика антивирусов
http://www.kaspersky.ru/virusscanner
http://www.bitdefender.com
http://security.symantec.com
http://us.mcafee.com/root/mfs/default.asp

Профилактика
делать резервные копии важных данных на CD и DVD (раз в месяц? в неделю?)
использовать антивирус-монитор, особенно при работе в Интернете
при работе в Интернете включать брандмауэр (англ. firewall) – эта программа запрещает обмен по некоторым каналам связи, которые используют вирусы
проверять с помощью антивируса-доктора все новые программы и файлы, дискеты
не открывать сообщения e-mail с неизвестных адресов, особенно файлы-приложения
иметь загрузочный диск с антивирусом