WEB-учебник

"Информационные технологии

в профессиональной деятельности"

ГБПОУ "Александровский профессиональный колледж". Дедова Е.А.

 

Раздел 3. Программное обеспечение информационных технологий

Тема 3.1. Базовое программное обеспечение

 Базовое ПО поставляется вместе с компьютером и обеспечивает его работоспособность.

 В состав базового ПО входит операционная система, операционная оболочка и сетевые программные средства.


Операционная система предназначена:

  • для запуска и нормальной работы компьютера,
  • для функционирования других программ на компьютере,
  • для диагностики и контроля работоспособности блоков и узлов компьютера,
  • для выполнения других вспомогательных технологических процессов.

В настоящее время разработано большое количество ОС, различающихся по возможностям их функционирования: в режимах: одно- и многопользовательских, одно- и многозадачных, поддерживающих сетевые режимы и др. Широкое применение нашли следующие ОС: Windows, Linux, Mac OS, NetWare, OS/2, Solaris, QNX, MS DOS и др

Различают три типа операционных систем (ОС) общего назначения: поддерживающие однопрограммный режим работы и диалоговый способ общения, обеспечивающие пакетную обработку задач в режиме мультипрограммирования и операционные системы разделения времени.

1. Операционные системы общего назначения, поддерживающие однопрограммный режим работы и диалоговый способ общения включают в себя средства, обеспечивающие ввод и вывод информации, управляют работой системных обрабатывающих программ - трансляторов, редакторов, предоставляют пользователю сведения о ходе выполнения задач, обеспечивают работу с библиотеками. Обычно такие операционные системы называют мониторными. Они не повышают производительности ЭВМ, но позволяют программисту вмешиваться в ход выполнения задания, что резко повышает производительность его работы, особенно на этапе отладки программ.

2 Операционные системы общего назначения, обеспечивающие пакетную обработку задач в режиме мультипрограммирования применяются в ВС средней и большой производительности. В RAM ЭВМ одновременно находится несколько системных и пользовательских задач, и когда одна из них обрабатывается процессором, то для остальных осуществляются необходимые обмены с внешним устройством (ВУ).

Эффективность использования ВС при этом во многом зависит от состава пакета задач, подлежащих выполнению, так как могут возникать ситуации, когда все задачи находятся в состоянии ожидания и процессор простаивает ( в условиях потока отладочных задач, каждая из которых характеризуется многократными обменами и незначительным временем, затрачиваемым собственно на счет). Эффективность работы пользователя при этом невысокая, так как в условиях пакетной обработки задач он не имеет возможности вмешиваться в процесс выполнения своей программы.

Рассмотрим основные функции ОС общего назначения, обеспечивающей мультипрограммный режим обработки задач.

Операционная система должна выполнять рациональное планирование работ по обработке всех поступающих задач (комплекс мероприятий по вводу задач в ЭВМ, распознаванию их характеристик, размещению всех входных наборов данных на внешних носителях, организации входных и выходных очередей).

Как правило, задачи из входного потока данных, прочитанного одним из внешних устройств (ВУ), не сразу попадают в RAM ЭВМ, а размещаются на устройствах внешней памяти. В режимах пакетной обработки задачи выстраиваются в очередь (входную очередь), место задачи в очереди определяется ее приоритетом. Перенос задачи из очереди в RAM ЭВМ происходит автоматически.

При реализации комплекса мероприятий, выполняемого ОС непосредственно перед началом решения задачи, главное внимание уделяется предоставлению всех необходимых для решения задачи ресурсов ВС (области RAM, места на диске, требующихся наборов данных и т.п.)

Если для решения очередной задачи не хватает ресурсов, ОС должна принять одно из следующих решений:

  • отобрать часть ресурсов у какой - либо другой задачи, выполнявшейся в данный момент и менее приоритетной;
  • подождать, пока какая-нибудь из решаемых задач завершится и освободит требуемый ресурс;
  • пропустить вне очереди ту задачу, чья очередь еще не подошла, но для выполнения которой ресурсов достаточно.

3. Операционные системы разделения времени позволяют реализовать возможность повышения производительности труда пользователя за счет его доступа к своей задаче в процессе ее выполнения и повышения производительности ВС за счет мультипрограммирования. Режим разделения времени создает иллюзию одновременного доступа нескольких пользователей ко всем вычислительным ресурсам ВС. Каждый пользователь общается с системой так, как если бы ему одному принадлежали все вычислительные ресурсы: он может остановить выполнение своей задачи в нужном месте, просмотреть требуемые области RAM, с заданного места выполнить свою программу по командам и т.д. На самом же деле каждый пользователь получает для своей задачи достаточную зону RAM, процессор и прочие вычислительные ресурсы только в течение определенного и достаточно малого интервала времени, как уже говорилось выше - кванта.

Пропускная способность ВС в режиме разделения времени ниже, чем при обработке задач в режиме мультипрограммирования, из-за накладных расходов ОС, вызванных частыми переключениями процессора и главным образом многочисленными переносами задач из RAM на жесткий диск и обратно, то есть свопингами. Во многих пользовательских системах режим разделения времени сочетается с пакетной обработкой задач в режиме мультипрограммирования. В этом случае RAM ЭВМ разделяется на зону для пакетной обработки и на зону (или несколько зон в зависимости от емкости RAM) для выполнения задач в режиме разделения времени. Такое сочетание позволяет загружать процессор даже в ситуациях, когда все пользователи режима разделения времени остановят выполнение своих задач. Такие системы используются при решении научно- технических задач. При этом главное назначение таких ОС - обеспечение более высокой эффективности использования всех вычислительных ресурсов ВС и достижение максимальных удобств в работе пользователя. Однако использование операционных систем общего назначения в условиях работы конкретного пользователя часто означает явную избыточность многих системных средств. В таких случаях применяют ОС специального назначения.

 

 Функции операционной системы:


связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы.
выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами.
управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами.
управление файлами; основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации.
обработка исключительных условий во время выполнения задачи
появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд.
вспомогательные, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

Тема 3.2. Прикладное программное обеспечение.

 Прикладное программное обеспечение предназначено для решения различных задач из конкретных предметных областей.
ПО общего назначения обычно комплектуется в пакетном варианте. Например, для ОС Windows имеется пакет прикладных программ Microsoft Office, включающий программные средства для создания текстовых документов (Word), электронных таблиц (Excel), презентаций (Power Point), публикаций (Publisher), базы данных (Access), для подготовки и редактирования Web-документов (FrontPage).

В этот пакет также входит ряд дополнительных программных средств: Picture Manager для просмотра, систематизации и редактирования графики, Document Imaging для просмотра, чтения и распознавания текста в графических документах и факсах, Document Scanning для сканирования многостраничных документов и распознавания текста в графических документах, файл библиотеки картинок и др.
ПО мультимедиа предназначено для создания и использования двумерной и трёхмерной графики, анимации, аудио и видео файлов. Представителями этих ПО являются широко известные программные комплексы Adobe Photoshop для создания и редактирования двумерной графики, 3D Studio Max для трёхмерного моделирования и проектирования, Macromedia Flash для анимации и мультипликации. Для обработки и редактирования звука используются популярные программы Nero, Audio Editor Gold, для воспроизведения звука и видео Windows Media Player, QuickTime Player и др.
Проблемно-ориентированное ПО пожалуй самый распространённый подкласс прикладных программных средств. Сюда относятся пакеты программ для управления производством, ведения бухгалтерского учёта, управления кадрами, управления материальными ценностями и др.
Большой спектр прикладных программ разработан в качестве информационных систем (см. "Информатика и информация"), куда относятся и информационно-поисковые, и издательские и прочие системы.
Инструментальное программное обеспечение предназначено для разработки новых программ и программных комплексов.
Множество различных приложений на компьютере создаётся с помощью языков и систем программирования.
Язык программирования - это формализованный язык  описания алгоритмов, используемых для решения различных задач на компьютере.
В процессе становления и развития вычислительной техники возникали и развивались также языки программирования. Некоторые из них затем изменялись, трансформировались, интегрировались с другими, некоторые умирали вовсе. Сейчас у программистов имеется богатый арсенал языков программирования на все случаи программистской жизни: Assembler, Basic, C++, Delphi, Fortran, Java, Pascal, и др. Каждый из перечисленных языков программирования имеет целый ряд модификаций (например, Basic, Q-Basic, Visual Basic и др.), которые по возможностям и свойствам существенно отличаются друг от друга.
Языки программирования можно разделить на машинно-зависимые (низкого уровня) и машинно-независимые(высокого уровня).


К языкам низкого уровня относятся:

  • машинные языки, написанные в двоичных кодах в виде нулей и единиц,
  • машинно-ориентированные языки (ассемблеры), написанные в так называемых мнемокодах, заложенных в систему команд конкретного процессора (например, мнемокод сложить записан как ADD, мнемокод очистить как DEL и т.д.).
    К языкам высокого уровня относятся:


•алгоритмические языки - переводят алгоритмы с языка математики на язык программных кодов,
•процедурно - ориентированные языки позволяют записать программу в виде набора процедур,
•проблемно-ориентированные языки предназначены для решения определённого класса задач. 
Программа, написанная на языке высокого уровня, не может непосредственно использоваться на компьютере. Она должна пройти этап трансляции исходного кода, записанного на языке высокого уровня, в объектный код, который затем с помощью редактора связей формирует загрузочный модуль, пригодный для запуска на компьютере. Такой процесс осуществляется, например, при написании программы на языке Фортран и называетсякомпилированием.
В других языках высокого уровня (например, на Бейсике) трансляция исходного кода в исполняемый происходит последовательно с каждой командой (оператором). Такая трансляция осуществляется программой-интерпретатором.
Созданная программа должна пройти проверку на пригодность к использованию с помощью отладчика программ. Он позволяет отслеживать последовательное исполнение программы, выявлять места и виды ошибок в программе, давать комментарии.
Система программирования состоит из:
•языковых средств разработчика программ,
•компилятора,
•редактора связей,
•отладчика,
•оптимизатора кода программ,
•набора библиотек,
•справочной системы и др.
Интегрированные среды программирования включают весь набор средств для комплексного их применения на всех технологических этапах разработки программ. Основное назначение такого инструментария состоит в том, чтобы с его помощью повысить производительность и эффективность труда программистов.
Программные комплексы используются при разработке сложных прикладных информационных систем. Они позволяют автоматизировать весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки, отладки и сопровождения проекта целиком.

 

 


 

Перейти к разделам  

Раздел 1. Информационные системы и применение компьютерной техники в профессиональной деятельности

Раздел 2. Технические средства информационных технологий 

Раздел 3. Программное обеспечение информационных технологий 

Раздел 4. Обработка текстовой информации 

Раздел 5. Процессоры электронных таблиц 

Раздел 6. Технологии использования систем управления базами данных 

Раздел 7. Электронные презентации 

Раздел 8. Редакторы обработки графической информации 

Раздел 9. Системы оптического распознавания информации 

Раздел 10. Системы машинного перевода 

Раздел  11. Бухгалтерские системы учета 

Раздел 12. Компьютерные справочные правовые системы 

Раздел 13. Компьютерные сети 

Раздел 14. Основы информационной и компьютерной безопасности

 

 

Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish»