Программный принцип работы компьютера: описание, характеристики

Что такое программное обеспечение (софт)

Программное обеспечение (ПО) – это одно из обязательных условий работоспособности практически всех современных цифровых гаджетов. Помимо физических деталей – механизмов, транзисторов, комплектующих систем и электронных элементов, смартфонам и компьютерам нужен особый алгоритм, заставляющий конструкцию выполнять возложенные на нее задачи.

Без специального программного обеспечения, даже самое современное устройство превратится в стационарную модель из пластика и железа, неспособную справляться с простейшим функционалом. ПО – это комплекс всевозможных программ, заставляющих работать смартфоны, ноутбуки, компьютеры или планшеты.

Все входящие в состав софта приложения объединены в единую систему, элементы которой дополняют друг друга. Взаимодействующие между собой программы образуют некий алгоритм, по которому и функционирует устройство. Таким образом, на вопрос о том, для чего нужно программное обеспечение, ответить чрезвычайно просто. ПО – это неотъемлемая часть гаджетов, обеспечивающее их нормальную работу.

Практическая работа №4 «Программное обеспечение компьютера»

Задание 1. Основные понятия

1. Выйдите в Интернет и перейдите на страницу сайта LearningApps.org http://learningapps.org/1115111.

2. Постройте истинные утверждения, соединив соответствующие пары.

3. После выполнения задания щелкните мышью на кнопке Перепроверить решение, покажите результат учителю.

Задание 2. Операционные системы

1. Выйдите в Интернет и перейдите на страницу сайта LearningApps.org http://learningapps.org/1350946.

2. Выясните достоинства и недостатки самых популярных операционных систем.

3. Покажите результат учителю.

Задание 3. Классификация программного обеспечения

1. Выйдите в Интернет и перейдите на страницу сайта LearningApps.org http://learningapps.org/256185.

2. Выполните классификацию программного обеспечения, отнеся его к одной из четырёх групп.

3. После выполнения задания щелкните мышью на кнопке Перепроверить решение, покажите результат учителю.

Задание 4. Значки программ

1. Выйдите в Интернет и перейдите на страницу сайта LearningApps.org http://learningapps.org/1029324.

2. Составьте пар: название программы – значок программы.

3. Покажите результат учителю.

Задание 5. Исследование программного обеспечения компьютера

1. Выясните, какая операционная система установлена на компьютере, к которому вы имеете доступ в школе и (или) дома.

Запишите последовательность действий, с помощью которой вы это установили:

2. Выясните, какое программное обеспечение (ПО) установлено на компьютере, к которому вы имеете доступ в школе и (или) дома.

Запишите последовательность действий, с помощью которой вы это установили:

Задание 6. Правовые нормы использования программного обеспечения

1. Выйдите в Интернет.

2. Найдите информацию о платных и бесплатных программах, позволяющих решать следующие задачи:

Запишите названия найденных программ в таблицу.

Задание 7. Защита от вирусов

1. Запустите антивирусную программу, установленную на компьютере.

2. Выберите следующие настройки: лечить, а если лечение не удаётся, заражённый файл поместить в папку карантина.

3. Выбрать устройство (по указанию учителя) и проверить его на наличие вирусов.

Теперь вы умеете:
• выполнять классификацию программного обеспечения;
• подбирать платное и бесплатное программное обеспечение для решения той или иной задачи;
• выполнять проверку на вирусы.

Презентация «Программное обеспечение компьютера» (Open Document Format)

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

демонстрация к лекции «Структура программного обеспечения ПК» (N 119268)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/ca600f39-387b-420b-ad91-7ef216b736a2/?
демонстрация к лекции «Системное программное обеспечение» (N 119016)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/10b69060-4dc5-4fe5-a276-ffdabfe0cf2d/?
демонстрация к лекции «Операционная система» (N 119104)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/74d4576e-80eb-482e-9c42-c641d850d879/?
демонстрация к лекции «Системы программирования» (N 119289)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/f5500327-3901-46f3-9c62-f26b4eedadf5/?
демонстрация к лекции «Прикладное программное обеспечение» (N 119242)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/43258ccd-0622-42ea-866b-7274f7ac235a/?
тест по теме «Компьютер как средство автоматизации информационных процессов» – «Система тестов и заданий №13» (N 134951)http://school-collection.edu.ru/catalog/res/268a1a12-0d21-49a3-b234-9ab790e5afcc/?

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

информационный модуль по теме «Компьютерные вирусы и антивирусные программы»http://fcior.edu.ru/card/28568/kompyuternye-virusy-i-antivirusnye-programmy.html
практический модуль теме «Компьютерные вирусы и антивирусные программы»http://fcior.edu.ru/card/28660/kompyuternye-virusy-i-antivirusnye-programmy.html
контрольный модуль по теме «Компьютерные вирусы и антивирусные программы»http://fcior.edu.ru/card/28676/kompyuternye-virusy-i-antivirusnye-programmy.html
информационный модуль по теме «Программы архивирования данных»http://fcior.edu.ru/card/28645/programmy-arhivirovaniya-dannyh.html
практический модуль теме «Программы архивирования данных»http://fcior.edu.ru/card/28547/programmy-arhivirovaniya-dannyh.html
контрольный модуль по теме «Программы архивирования данных»http://fcior.edu.ru/card/28685/programmy-arhivirovaniya-dannyh.html

Операционная система

ОС — совокупность ПО, которое управляет железом и ресурсами ЭВМ, а также разворачивает специальную среду для запуска и работы приложений клиентской части. Иными словами, она «оживляет» компьютер, поскольку без нее невозможно играть в игры, слушать музыку, смотреть фильмы, работать с документами. Основные задачи, которые выполняют современные ОС:

Управление работой программного обеспечения.
Распределение RAM между процессами.
Обработка ввода-вывода.
Осуществление доступа к файловой системе и таблице разделов.
Обработка системных сообщений от устройств (прерываний — IRQ).
Управление железом компьютера при помощи драйверов.
Разворачивание интерфейса пользователя.
Режим многозадачности.
Консольные режимы для нескольких пользователей.
Режим для нескольких клиентов.
Настройку аппаратных и программных средств.
Определение конфигурационной особенности для каждого ПК.
Возможность установки дополнительного программного обеспечения.
Безопасность.

Это основные критерии, которым должна удовлетворять каждая ОС. Для выбора последней нужно ознакомиться с основными видами и характеристиками.

Виды и характеристики

Для работы на персональном компьютере можно использовать несколько видов ОС, основные характеристики которых существенно отличаются между собой. Они условно могут делиться на 3 группы:

LINUX.
Windows.
MAC OS.

Первая платформа является оптимальным решением для любых ПК и портативных устройств, поскольку отличается не только функциональностью, но и высокими требованиями к безопасности. Для нее практически не пишется опасное вредоносное ПО, данные пользователя надежно защищены. Кроме того, освоить ее довольно просто, поскольку существует множество модификаций с понятным интерфейсом. Для входа в систему предусмотрен пароль, который невозможно обойти.

В ОС существует возможность входа по паролю, однако его довольно легко взломать. Распространенной ошибкой новичков при инсталляции Windows является отсутствие пароля на аккаунте администратора, который просто не указывают. В результате этого злоумышленник может получить доступ ко всем данным пользователя, войдя в админскую учетную запись.

MAC-системы превосходят Linux-платформы по степени надежности и обеспечивают отличную защиту информации пользователя. Однако они обладают существенным недостатком — установить их можно только на устройства компании «APPLE».

Следует отметить, что MAC и LINUX имеют UNIX-ядро, т. е. структуру файловой системы, конфигурацию и модульные процедуры выполнения запросов. Этот подход к архитектуре позволяет существенно увеличить скорость работы, достигнуть высокого уровня безопасности, а также правильно управлять ресурсами при выполнении нескольких процессов.

Драйвера и многозадачность

Драйвер — специальная программа, предназначенная для выполнения взаимосвязи железа с операционной системой. Он необходим для корректной работы последней и инсталлируется при установке. Однако иногда его следует устанавливать вручную, поскольку система не всегда может найти и загрузить подходящее ПО для конкретного устройства. Эта проблема чаще всего происходит в Windows, поскольку UNIX-системы всегда «находят» подходящие драйвера (стабильные и свежие версии).

Следует отметить, что только OC UNIX-платформ обладают многозадачностью. Хотя в некоторых источниках указано, что Windows способна правильно распределять ресурсы при вычислительном процессе. Последнее — ошибочное утверждение, поскольку работа программ выполняется по одному экземпляру с последующим переключением между вычислительными потоками. IT-специалисты называют Windows — ОС с ложной многозадачностью.

Краткое знакомство – основные прикладные продукты

Текстовые редакторы типа Блокнот (Notepad), WordPad имеют небольшую функциональность, тогда как Microsoft Word, OpenOffice.org Writer, WordPerfect, AbiWord уже обладают большим количеством шаблонов, типов форматирования, дополнительных инструментов и функций.

Но все они позволяют набирать символы, тексты, изменять, править их, оформлять (форматировать). Есть специализированные продукты для типографий (Adobe In Design), позволяющие быстро и легко создавать буклеты, рекламные листовки, газеты или журналы.

Редакторы таблиц представляют собой табличную форму работы с текстом или другими типами данных (Microsoft Excel, Lotus Symphony Spreadsheets, OpenOffice.org Calc).С их помощью информацию можно систематизировать в таблицы, списки, блоки. А уже в табличной форме данные сортируются, систематизируются и на их основе строятся графики, диаграммы различных форм и уровней сложности. Без электронных таблиц невозможно представить бухгалтерскую работу (1С: Бухгалтерия), математический анализ данных, проведение сложных вычислений.

Графические редакторы (Paint, Adobe Photoshop, CorelDraw) открывают широкие возможности при работе с различными типами графических файлов. Подходят для работы с фото, картинками, чертежами, иллюстрациями, диаграммами и графиками. Их можно преобразовывать в различные форматы, менять масштаб, цвета, делать коллажи. Плюс графические процессоры позволяют работать и с текстом (вводить его на изображение, редактировать и т.п.).

Приложения этой группы позволяют сканировать изображения, распознавать текст.

Системы управления базами данных (СУБД) дают возможность работать с большими объемами информации. Это массивы с однотипными характеристиками. Позволяют легко формировать отчеты, сортировать записи и следить за актуальность записей. Популярные СУБД Microsoft Access, Oracle, Microsoft SQL Server, Interbase, MySQL, Sybase, Firebird.

Чтобы создать презентацию, понадобится специальные программы, позволяющие делать слайды или анимацию, показывать ее на экране, транслировать мультипликацию и видеоролики. Презентации могут содержать текст, изображения, графики, диаграммы. Все это сопровождается музыкой, различными спецэффектами. Одна из самых простых и удобных считается Microsoft PowerPoint.

Средства коммуникации позволяют работать в сети интернет, смотреть веб-страницы, пользоваться электронной почтой. Это Internet Explorer, Opera, Outlook Express, The Bat!.

Есть даже онлайн-офисы, которые сами могут полностью обеспечить удобными и современными компьютерными инструментами. И все это с использованием возможностей всемирной сети интернет. Самый популярный – Google Docs.

Приложения для проектирования разнообразных механизмов это AutoCad, КОМПАС 3D.

Обучающие программы типа клавиатурных тренажеров, разнообразные тесты, обучающие аркады помогают осваивать учебный материал играючи.

Различные игры позволяют проводить досуг весело, а иногда даже с пользой. Есть игровые обучающие приложения, а есть игры, которые используют различные исторические данные и можно узнать много нового (Assassin’s Creed).

Инструментальное программное обеспечение

Системы программирования данных используются для написания новых приложений. Их делят по языкам, на которых они будут писаться (Pascal, C++, Ассамблер, Фортран, Basic, Алгол, др.).

В последнее время продукты для ПК пишут при помощи специализированного текстового редактора, то есть на языке программирования высокого уровня, используя трансляторы.

Трансляторы (компиляторы) – спецпрограммы, переводящие команды с языка программирования высокого уровня в двоичные коды.

Общие сведения

Системное программное обеспечение (СПО) — совокупность программ с узкой специализацией, направленной на взаимосвязь между физическими устройствами, управление компьютером, поддержание его в рабочем состоянии. Занимается его разработкой системный программист. Основные функции системного ПО в информатике:

Поддержание эффективной работы какой-либо вычислительной системы.
Разворачивание на компьютере или в сетевом окружении среды для работы прикладного программного обеспечения.
Выполнение фоновых процессов работы с файловой системой, защиты данных от утечки, проверка на наличие вредоносных скриптов и вирусов.
Осуществление диагностики и предотвращения выхода из строя аппаратной части персонального компьютера, ноутбука и другого цифрового устройства.
Взаимосвязь физических устройств и преобразование их в логические.

В первом случае применяются специальные утилиты. Они могут входить в состав самой операционной системы или устанавливаться из других источников. Во втором случае разворачивание осуществляется при помощи операционной системы, т. е. программы-оболочки в которой может работать любое программное обеспечение (ПО).

Третья функция осуществляет работу над элементами файловой системы, т. е. каталогами и файлами. Их можно перемещать в другие места, копировать, удалять, изменять и т. д. Кроме того, существует определенная группа, называемая архиваторами. Последние позволяют значительно уменьшать размеры файлов, подготавливать любую единицу данных (картинок, документов и т. д. ) к рассылке в интернете.

Прикладное программное обеспечение

Это именно то, что нравится всем пользователям. Компьютер или телефон покупаются в первую очередь ради прикладного ПО. Прикладное программное обеспечение относится к прикладным программам. Их также называют приложениями.

К прикладным программам относятся, например, Skype, WhatsApp, программа для архивирования файлов – архиватор WinRar или 7-Zip, различные графические редакторы, текстовые редакторы для работы с документами, игры и т.д.

Например, бесплатный пакет для работы с документами LibreOffice. Из аналогов есть еще пакет OpenOffice. Эти пакеты можно загрузить и использовать бесплатно. Кстати, эти пакеты лицензионные.

Еще одним примером прикладного ПО является мессенджер WhatsApp (WhatsApp), который можно установить на телефон, можно скачать для Windows.

Для телефонов Android вы можете найти различные приложения в Google Play. Многие пользователи знают о Google Play, пользуются им, скачивают и устанавливают эти приложения на свой Android-смартфон.

Если это устройство Apple, ваши пользователи могут загружать различные приложения из AppStore. Например, приложение «Госуслуги» можно загрузить на устройство Apple, приложение Telegram и другие программы.

Даже в собранном виде компьютер не может выполнять многие полезные функции. Чтобы сделать это возможным, мы используем программы. В этой статье мы проанализируем, что такое программное обеспечение, какую роль оно играет в вычислениях, и дадим его классификацию.

Патенты на программное обеспечение

Патенты на программное обеспечение, как и другие виды патентов, теоретически предполагают выдачу изобретателю эксклюзивной лицензии с ограниченным временем на подробную идею (например, алгоритм) о том, как реализовать часть программного обеспечения или компонент части программного обеспечения. Идеи полезных вещей, которые программное обеспечение могло бы сделать, и требования пользователей, не должны быть патентоспособными, а конкретные реализации (т. е. фактические пакеты программного обеспечения, реализующие патент) также не должны быть патентоспособными—последние уже охвачены авторским правом, как правило, автоматически. Таким образом, патенты на программное обеспечение должны охватывать среднюю область, между требованиями и конкретной реализацией. В некоторых странах требование о том, чтобы заявленное изобретение оказало влияние на физический мир, может также являться частью требований о том, чтобы патент на программное обеспечение был действительным, хотя, поскольку все полезное программное обеспечение оказывает воздействие на физический мир, это требование может быть открытым для обсуждения.

Патенты на программное обеспечение являются спорными в индустрии программного обеспечения, многие люди придерживаются различных взглядов на них. Один из источников разногласий заключается в том, что вышеупомянутый раздел между первоначальными идеями и патентами, как представляется, не соблюдается на практике патентными юристами—например, патентом на аспектно-ориентированное программирование (АОП), который предъявляет права на любой инструмент программирования, реализующий идею АОП, каким бы образом он не был реализован. Еще одним источником разногласий является влияние на инновации, при этом многие выдающиеся эксперты и компании утверждают, что программное обеспечение является столь быстро развивающейся областью, что патенты на программное обеспечение просто создают огромные дополнительные судебные издержки и риски и фактически тормозят инновации. В случае обсуждения патентов на программное обеспечение за пределами Соединенных Штатов был сделан аргумент о том, что крупные американские корпорации и патентные юристы, вероятно, будут основными бенефициарами разрешения или продолжения разрешать патенты на программное обеспечение.

Прикладное ПО

Работает как автономно, так и в качестве части других пакетов или комплексов. По определению, называть прикладными можно программы, необходимые непосредственно для работы за компьютером. Можно отнести такие основные типы функций:

редактирование текстового формата документов;
формирование электронных таблиц;
создание графики (рисование или ретушь).

По сферам использования можно выделить группы общего назначения, интегрированные пакеты и проблемно ориентированные программы. Современный набор интеграции обеспечивает работу с текстом, таблицами и графикой, а также внешнюю коммуникационную возможность. Кратко представленный список разновидностей:

«Офисные» приложения.
Системы финансовой аналитики и бухгалтерии.
Пакеты для делопроизводства.
Автоматизированное проектирование.
Редакторы языков разметки.
Средства веб-серфинга.
Работа с графикой.

Если ознакомиться с разнообразием экспертных систем на Википедии, то получится образовать в несколько раз больший список.

Рис. 1 Классификация программного обеспечения.

Инструментальное ПО предназначено для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. Это: интегрированные среды разработки, SDK, компиляторы, интерпретаторы, линковщики, ассемблеры, отладчики и т.п.

Таблица 1.

Инструментальное программное обеспечение


Программы	Пояснение	Примеры
Трансляторы	Переводчики программ языков программирования и машинные коды	Delphi, Pascal
Отладчики	Средства поиска и исправления ошибок	Turbo Debugger
Интегрированные среды разработки приложений	Объектно-ориентированные языки программирования	Visual Basic Delphi
Языки программирования	Средства создания программ для компьютера	Basic Pascal

Прикладное ПО (приложения) — программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем. К прикладному ПО относятся: банковские и бухгалтерские программы, игры, текстовые и графические редакторы, Интернет-клиенты и т. п.

Таблица 2.

Прикладное программное обеспечение


Программы	Пояснение	Примеры
Текстовые процессоры	Программы для создания, редактирования и оформления текстовых документов	Microsoft Word
Табличные процессоры	Программы, позволяющие выполнять операции над данными, представленными в табличной форме	Microsoft Excel 1С: Бухгалтерия
СУБД	Средства ввода, поиска, размещения и выдачи больших массивов данных	Microsoft Access
Компьютерная графика и анимация	Средства создания неподвижных и движущихся изображений	Paint Adobe Photoshop CorelDraw
Средства создания презентации	Программы создания и показа наборов слайдов	Microsoft PowerPoint
Средства коммуникаций	Программы для работы в компьютерной сети	Internet Explorer Outlook Express The Bat!
Системы автоматизированного проектирования (САПР)	Средства проектирования электронных схем, машин, механизмов	AutoCad КОМПАС
Обучающие программы	Помогают процессу обучения	Клавиатурные тренажеры

Системное ПО используется для обеспечения работы компьютера самого по себе и выполнения прикладных программ. Конкретные виды системного программного обеспечения включают загрузчики, операционные системы, драйверы устройств, утилиты (сервисные программы).

Наиболее общая часть системного программного обеспечения — операционная система.

Таблица 3.

Системное программное обеспечение


Программы	Пояснение	Примеры
Операционные системы	Комплекс программ, распределяющих ресурсы компьютерной системы и организующих работу других программ	MS-DOS Windows Unix
Файловые менеджеры	Программы, обеспечивающие более комфортное общение пользователя с командами ОС	Windows Commander Total Commander FAR
Программы диагностики	Проверяют работу основных устройств компьютера	Everest Aida64 Aida32
Антивирусные программы	Программы обнаружения компьютерных вирусов и их уничтожения	DrWeb Nod32 Антивирус Касперского
Программы обслуживания дисков	Программы проверки целостности логической и физической структуры дисков, дефрагментация	Defrag
Архиваторы	Программы упаковки файлов и группы файлов для уменьшения занимаемого ими места на диске	WinRar WinZip

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО — операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась. Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность).Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека .

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

http://sc.edu.ru/catalog/res/ca600f39-387b-420b-ad91-7ef216b736a2/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

http://sc.edu.ru/catalog/res/10b69060-4dc5-4fe5-a276-ffdabfe0cf2d/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

http://sc.edu.ru/catalog/res/74d4576e-80eb-482e-9c42-c641d850d879/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

http://sc.edu.ru/catalog/res/f5500327-3901-46f3-9c62-f26b4eedadf5/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

http://sc.edu.ru/catalog/res/43258ccd-0622-42ea-866b-7274f7ac235a/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

http://sc.edu.ru/catalog/res/268a1a12-0d21-49a3-b234-9ab790e5afcc/? — Карточка ресурса на портале Единой коллекции ЦОР

Что такое ЭВМ, ЦВМ, ПЭВМ, ПК

Давайте разберемся, что означает ЭВМ и при чем здесь компьютер. В Советском Союзе первоначально использовался термин «ЭВМ».

Сейчас этот термин используется, в основном, в юридических документах. Например, нормативный документ СанПиН 2.2.2/2.4. 1340-03 «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы» (редакция от 25.04.2007) пестрит аббревиатурой «ПЭВМ».

ПЭВМ является сокращением от «Персональные Электронно-Вычислительные Машины». В современных колледжах и техникумах до сих пор ведется подготовка студентов по специальности «оператор ЭВМ», подробнее ТУТ.

В историческом аспекте понятие ЭВМ автоматически означает, что идет речь о вычислительной технике 1940–80-х годов, которая разрабатывалась и выпускалась в Советском Союзе в этот период.

Еще можно встретить термин «ЦВМ» – цифровая вычислительная машина. Это тоже самое, что и «ЭВМ».