Глава 5. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ

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 обеспечениемназывается 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.

Ресурсами компьютера называется совокупность всех аппаратных средств и программного обеспечения, используемых на данной машине.

Как правило, для выполнения функций по обработке данных про­грам­ме требуется определенная вспомогательная информация. Кроме то­го, достаточно час­то для выполнения группы родственных функций раз­ра­ба­тывается не одна программа, а несколько взаимосвязанных.

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 версийсу­ще­ствующего программного продукта.

Модификация представляет собой пакет программ, в котором устранены замеченные ошибки или же внесены незначительные изменения.

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 семействоми 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, инструментальноеи прикладноепрограммное 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 таблицыпредставляют 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 системыобъединяют 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 документооборотаразличных 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 программыпозволяют 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 пакетыпредставлены 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.