Программа. Программное обеспечение. Лекция 5

Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).
Базовое ПО включает в себя:
операционные системы;
оболочки;
сетевые операционные системы.
Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):
диагностики;
антивирусные;
обслуживания носителей;
архивирования;
обслуживания сети.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.
Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя:
текстовые процессоры;
табличные процессоры;
базы данных;
интегрированные пакеты;
системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
экспертные системы;
обучающие программы;
программы математических расчетов, моделирования и анализа;
игры;
коммуникационные программы.

Особую группу составляют системы программирования (инструментальные системы), которые являются частью системного ПО, но носят прикладной характер. Системы программирования – это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов. Системы программирования обычно содержат:
трансляторы;
среду разработки программ;
библиотеки справочных программ (функций, процедур);
отладчики;
редакторы связей и др.

По способу исполнения программы делят на
интерпретируемые
компилируемые.
По степени переносимости программы делят на
платформозависимые
кроссплатформенные.
По способу распространения и использования программы делят на
несвободные (закрытые);
открытые
свободные.
По назначению программы делят на[13]:
системные;
прикладные и
инструментальные.
По видам программы делят на[14]:
компонент: программа, рассматриваемая как единое целое, выполняющая
законченную функцию и применяемая самостоятельно или в составе комплекса;
комплекс: программа, состоящая из двух или более компонентов и (или) комплексов, выполняющих взаимосвязанные функции, и применяемая самостоятельно или в составе другого комплекса.
Классификация ПО

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

Базовый уровень.
Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами.
Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ— Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Системный уровень.
Системный уровень — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.
От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом.
- Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств — они входят в состав программного обеспечения системного уровня.
- Возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса.
- Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера.

Служебный уровень.
Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ.
Прикладной уровень.
Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк — от производственных до творческих и развлекательно-обучающих.

Классификация прикладного ПО
Текстовые редакторы. Основные функции этого класса прикладных программ заключаются в вводе и редактировании текстовых данных.
Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D-редакторы).
Системы управления базами данных (СУБД). Базами данных называют огромные массивы данных, организованных в табличные структуры.
Электронные таблицы. Электронные таблицы предоставляют комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки.
Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ.

Классификация прикладного ПО
Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования.
Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяют в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуются обширные специальные знания.
Редакторы HTML (Web-редакторы). Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования так называемых Web-документов (Web-страниц Интернета). Web-документы — это электронные документы, при подготовке которых следует учитывать ряд особенностей, связанных с приемом/передачей информации в Интернете.
Бухгалтерские системы. Это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных.

Классификация прикладного ПО
Финансовые аналитические системы. Программы этого класса используются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, производить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты.
Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами.
Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, титров и субтитров.
Отдельные категории прикладных программных средств, обладающие своими развитыми внутренними системами классификации, представляют обучающие, развивающие, справочные и развлекательные системы и программы.
Характерной особенностью этих классов программного обеспечения являются повышенные требования к мультимедийной составляющей (использование музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов).

Прикладные программы

Текстовые редакторы
«plain text» – только текст без оформления
Можно:
изменять символы
разбивать текст на строки (LF – перевод строки)
Нельзя:
выделять символы цветом, шрифтом, курсивом, жирным
разбивать текст на абзацы
вставлять рисунки, таблицы, диаграммы, …

Текстовые редакторы
Применение:
исходные тексты программ
файлы с настройками программ (.ini)
веб-страницы (.html)

Текстовые редакторы
Windows:
Блокнот
Notepad++ (notepad-plus-plus.org)
Linux:
nano
gedit
KWrite
kate
Кроссплатформенные:
Vim (www.vim.org)
Emacs (www.gnu.org/software/emacs)
Sublime Text (sublimetext.com).

Офисные пакеты
текстовый процессор (+ оформление, рисунки, таблицы, …)
табличный процессор (электронные таблицы)
ПО для создания презентации
ПО для работы с базами данных
Windows, Linux,
Mac OS
бесплатно!

Текстовый процессор
рисунки, таблицы, …
жирный, курсив
стили оформления
шаблоны
вычисления в таблицах
сохранение в HTML,
PDF (Portable Document
Format)
бесплатно!

Офисные пакеты
Электронные таблицы:
ПО для создания презентаций:
ПО для работы с базами данных:

Графические редакторы
Для растровых изображений:
Adobe Photoshop
(www.adobe.com)
Paint
Gimp (gimp.org)
обработка фотографий
подготовка к печати
изображения для
веб-сайтов
бесплатно!
Windows, Linux,
Mac OS

Графические редакторы
Для векторных изображений:
схемы, графики, чертежи
художественные иллюстрации
логотипы, визитки
иконки и кнопки для веб-сайтов Adobe Illustrator (www.adobe.com)
CorelDraw (www.corel.com)
Inkscape (www.inkscape.org)
OpenOffice Draw
бесплатно!

Программы для 3D-моделирования
построение трёхмерных моделей объектов
материалы
источники света
точки наблюдения (виртуальные камеры)
анимация с 3D-объектами
Рендеринг – построение плоского изображения или последовательности кадров анимации с учетом свойств объектов и источников света.
3D Studio MAX (usa.autodesk.com)
Maya (www.autodesk.com/maya)
Blender (www.blender.org)
бесплатно!

Настольно-издательские системы
DTP = DeskTop Publishing, «настольное издательство»
Вёрстка – точное определение положения текста, рисунков, формул, таблиц и т.п.
Результат – оригинал-макет.
QuarkXPress (www.quark.com)
Adobe InDesign (www.adobe.com)
Scribus (www.scribus.net)
бесплатно!
в типографию

ТеХ (ctan.org)
система подготовки к печати математических текстов
$$
x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}
$$
.tex – текстовый файл («только текст»)
a.tex
x.eps
y.eps
z.eps
a.dvi
a.pdf
DeVice Independent: формат,
независимый от устройства
Portable Document Format: переносимый формат документов

Редакторы цифрового звука
загрузка, редактирование и сохранение звуковых файлов разных форматов
запись звука с микрофона
удаление фрагментов
соединение фрагментов в один файл
изменение громкости и темпа
удаление шумов
Adobe Audition (www.adobe.com)
Sound Forge (www.sonycreativesoftware.com),
Audacity (audacity.sourceforge.net)
бесплатно!

Редакторы видео
ввод данных с видеокамеры;
коррекция цвета;
добавление, перестановка, удаление фрагментов
добавление звука и титров
сохранение в различных цифровых видеоформатах
создание DVD-дисков
Adobe Premier (www.adobe.com),
Pinnacle Studio (www.pinnaclesys.com),
VideoStudio Pro (www.corel.com)
Sony Vegas Pro (www.sonycreativesoftware.com)
iMovie (www.apple.com)
Kino для Linux (kinodv.org)
VirtualDub (www.virtualdub.org)
бесплатно!
бесплатно!

Браузеры
Internet Explorer
Firefox (www.mozilla-russia.org)
Chrome (www.google.com/chrome)
Safari (www.apple.com/safari)
Opera (www.opera.com)
бесплатно!

Почтовые программы
Почта Windows
Microsoft Outlook
(в составе Microsoft Office)
TheBat (www.ritlabs.com)
Apple Mail (www.apple.com)
создание, отправка и прием сообщений
автоматическая проверка почты
сортировка сообщений
ведение адресной книги
Mozilla Thunderbird
(www.mozilla-russia.org)
бесплатно!

Общение в Интернете
ICQ (www.icq.com)
Mail.ru Агент (www.mail.ru)
Kopete (для Linux)
iChat (для компьютеров Apple)
Jabber (www.jabber.org)
Skype (skype.com)
чат
голосовая и видеосвязь
обмен файлами
конференции

Системы программирования

Зачем то нужно?
B82301052500
Машинные коды:
MOV AX,0123h
ADD AX,25h
Язык ассемблера:
AX:= 12316
AX:= AX + 2516
1 команда языка =
1 машинная команда
ассемблер
язык машинно-ориентированный
(язык низкого уровня)
все возможности процессора
программы эффективные
программы непереносимы
программировать сложно
Системы программирования – это программные средства для создания и отладки новых программ.

Языки высокого уровня
Транслятор – это программа, которая переводит в машинные коды текст программ, написанных на языке высокого уровня.
Фортран (FORmula TRANslator), 1957 г.
языки общего назначения: Java, C, C++, C#,
Visual Basic, Delphi
для программирования интернет-сайтов: PHP, JavaScript, Perl, ASP, Python
для задач искусственного интеллекта: Лисп, Пролог
для обучения программированию: Бейсик, Паскаль, Лого, Python
Более 8500 языков (2010 г.)

Трансляторы
Интерпретатор: анализирует текст программы по частям, сразу выполняет обработанную команду.
программы переносимы
удобно отлаживать
для выполнения нужен интерпретатор
программы выполняются медленно
могут оставаться синтаксические ошибки

Трансляторы
Компилятор: переводит всю программу в машинный код, строит исполняемый файл.
для выполнения не нужен транслятор
программы работают быстро
при изменении нужно заново транслировать всю программу
программа работает только в одной ОС

Трансляция в псевдокод
Цель: одна программа для разных ОС.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(“Привет, мир!");
}
}
транслятор в псевдокод
текст программы
(Java)
виртуальная
машина
интерпретатор псевдокода
проверка синтаксических ошибок при трансляции
работают везде, где есть виртуальная машина
Java, Perl, PHP, Python
C#, J#, VB.NET, Delphi.NET ⇒ IL = Intermediate Language
медленнее, чем «родные» программы

Состав системы программирования
транслятор
компоновщик — программа, которая собирает разные части создаваемой программы и функции из стандартных библиотек в исполняемый файл
исходные файлы
qq.c
qq1.c

Состав системы программирования
отладчик – программа для поиска ошибок в других программах:
пошаговый режим
выполнить до курсора
точки останова
просмотр и изменение значений переменных
профилировщик — программа, позволяющая оценить время работы каждой процедуры и функции

Интегрированные среды разработки
IDE = Integrated Development Environment
текстовый редактор
транслятор
компоновщик
отладчик
профилировщик
Microsoft Visual Studio (msdn.microsoft.com/vstudio )
Delphi (embarcadero.com)
Code::Blocks (www.codeblocks.org)
бесплатно!