Лекция 1 Основные понятия теории информации

Информатика и информационные технологии.

Лекция 1................................................................................................................................................................. 1

Основные понятия теории информации............................................................................................................. 1

Информатика и информационные технологии. ............................................................................................. 1

История возникновения информатики. .......................................................................................................... 1

Назначение и роль программного обеспечения ............................................................................................ 2

Классификация программного обеспечения .................................................................................................. 3

ПО: 1. Системные программы ......................................................................................................................... 3

ПО: Системные программы: 1. Драйверы ...................................................................................................... 4

ПО: Системные программы: 2. Операционная система ............................................................................... 4

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА КОМПЬЮТЕРА. ПАПКИ. ФАЙЛЫ ...................................................................... 5

Каталоги (директории, папки) ......................................................................................................................... 6

Путь к файлу ..................................................................................................................................................... 7

Полное имя файла ............................................................................................................................................ 7

Дисковод: \ Путь \ имя_файла ..................................................................................................................... 7

«Маска» (шаблон) имени файлов ................................................................................................................... 8

Виды ОС ............................................................................................................................................................ 8

Операционная система MS DOS ..................................................................................................................... 8

Программы-оболочки ....................................................................................................................................... 9

ПО: Системные программы:  3. Утилиты (служебные программы) ......................................................... 10

ПО: 2. Прикладное программное обеспечение ............................................................................................ 11

ПО: 3. Инструментальное  ПО ...................................................................................................................... 14

История возникновения информатики.

Термин «информатика» (франц. informatique) возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной переработкой информации с помощью ЭВМ. Слияние слов information (информация) и automatique (автоматика) образовало слово «информатика» и дословно означает "информационная автоматика", что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации. Кроме Франции, термин информатика используется в ряде стран Восточной Европы. В то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука". 

В качестве источников информатики обычно называют две науки: документалистику и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30-е годы XX в., а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота (движение информации от момента выполнения первой записи до сдачи в архив).

Основы близкой к информатике технической науки кибернетики были заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера, опубликованными в 1948 г., а само название происходит от греческого слова (kyberneticos - искусный в управлении).

Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX в. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, а основными задачами - методы моделирования процессов принятия решений, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка принципов и методов искусственного интеллекта. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей. 

Можно определить информатику, как группу дисциплин, охватывающую различные аспекты применения электронных вычислительных машин (ЭВМ):

1.      Теоретическая информатика – часть информатики, изучающая процессы, связанные с передачей, приѐмом, преобразованием и хранением информации; включает в себя ряд математических разделов (мат.логика, теория алгоритмов и автоматов, теория кодирования, исследование операций и др. разделы математики) и использует математические методы для изучения процессов обработки информации. 

2.      Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы построения вычислительных систем, два раздела:

§  архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных); 

§  интерфейс вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением); 

3.      Программирование – деятельность, связанная с разработкой программного обеспечения. Здесь рассматриваются два основных направления – это создание системного и прикладного программного обеспечения. 

4.      Информационные системы – раздел информатики, связанный с анализом потоков информации в различных сложных системах, их оптимизацией, структурированием, принципами хранения и поиска. Включает в себя информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, глобальные сети и т.д.

5.      Искусственный интеллект – область информатики, включающая такие направления как, моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание речи и образов и др. Т.е. решает задачи взаимодействия человека с компьютерам, приближенного к межчеловеческому. Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. 

Современный компьютер – это единство аппаратных средств (Hardware) и программного обеспечения (Software).  Направления информатики:

§  технические средства, то есть аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твѐрдые изделия". 

§  программное обеспечение - Software - (буквально — "мягкие изделия"), - которое подчѐркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины и вместе с тем подчѐркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться.  

§  Помимо этих двух общепринятых ветвей информатики выделяют ещѐ одну существенную ветвь — алгоритмические средства. Для неѐ российский академик А.А. Дородницин предложил название Brainware (от англ. brain — интеллект). Эта ветвь связана с разработкой алгоритмов и изучением методов и приѐмов их построения.

Назначение и роль программного обеспечения

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.

Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов на языке, который понимает компьютер. 

А именно: (область деятельности по проектированию и разработке ПО): 

 технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объ-

ектно-ориентированное проектирование и др.);

 методы тестирования программ;  методы доказательства правильности программ;  анализ качества работы программ;  документирование программ;

 разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. 

Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. 

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных.

Классификация программного обеспечения

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. 

Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как,  например, программа — электронный собеседник. 

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории: 

1.      Системное ПО (СПО). 

2.      Прикладное ПО (ППО). ППО или пакет прикладных программ. 

3.      Инструментальное ПО.

ПО: 1. Системные программы

Системные программы обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением.  Функции системных программ:

§   управление ресурсами компьютера (центральным процессором, памятью, вводом-выводом); §        создание копий используемой информации; §     проверка работоспособности устройств компьютера; §          выдача справочной информации о компьютере и др.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. 

Виды системных программ:

1.      Драйверы

2.      Операционная система

3.      Утилиты

ПО: Системные программы: 1. Драйверы

При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.

ПО: Системные программы: 2. Операционная система

Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые

обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. 

В функции операционной системы входят:  

1.      управление ресурсами компьютера: процессорным временем, распределением внутренней памяти, файлами, внешними устройствами; 

2.      программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

3.      передача информации между различными внутренними устройствами;

4.      планирование и организация процесса обработки программ;

5.      организация диалога с пользователем;

6.      всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

7.      реакция на ошибки и аварийные ситуации, контроль за нормальным функционированием оборудования; 

8.      сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах. осуществление диалога с пользователем.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы. Пока машина включена резидентная часть ОС (ядро ОС) постоянно занимает раздел оперативной памяти компьютера. Вся дальнейшая работа на компьютере происходит под контролем и управлением ОС.  Свойства операционной системы:

1.НАДЕЖНОСТЬ. ОС должна быть в состоянии определить и диагностировать ошибки, а также восстановится после большинства характерных ошибок, произошедших по вине пользователя. Она должна защищать пользователя от их же собственных ошибок или по крайней мере минимизировать вред, который они могут оказать на все программное окружение, находящиеся в ЭВМ.

2.ЗАЩИТА. ОС должна защищать выполняемые задачи от взаимного влияния их друг на друга.

3.ПРЕДСКАЗУЕМОСТЬ. ОС должна отвечать на запросы пользователя предсказуемым образом. Результат выполнения команд пользователя должны быть одним и тем же вне зависимости от последовательности, в которой эти команды посылаются на исполнение (при соблюдении установленных в системе правил).

4.УДОБСТВО – дружественный интерфейс. ОС  система предлагается пользователю потому, что она намного облегчает его работу и освобождает его от бремени задач по определению различных ресурсов и задач по управлению этими ресурсами. Система должна быть спроектирована с учетом основных факторов человеческой психологии.

5.ЭФФЕКТИВНОСТЬ. При распределении ресурсов ОС система должна максимально повысить использование системных ресурсов пользователем. Сама система не должна использовать большое количество ресурсов, так как эти ресурсы становятся недостаточными для удовлетворения запросов пользователя.

6.ГИБКОСТЬ. Ресурсы могут быть увеличены (уменьшены) для того, чтобы улучшить эффективность и доступность.

7.РАСШИРЯЕМОСТЬ. В процессе эволюции к ОС могут быть добавлены новые программные средства.

8.ЯСНОСТЬ. Пользователь может оставаться в неведении относительно вещей, существующих ниже уровня интерфейсной системы. В тоже время он должен иметь возможность узнать о системе столько, сколько он хочет. В данном случае интерфейсной системой являются правила и функциональные характеристики средств подключения и взаимодействия устройств вычислительной машины.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем: 

I.      По числу одновременно выполняемых задач ОС могут быть разделены на два класса: 

1.      однозадачные (например, MS-DOS, MSX); 

2.      многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95). 

Однозадачные ОС в основном предоставляют пользователю более простой и удобный способ взаимодействия с компьютером. Они включают в себя средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем. 

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства. 

II.   По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на: 

3.      однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2); 

4.      многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной. ОС для персонального компьютера должна содержать следующие основные компоненты: 

§  программы управления вводом/выводом;

§  программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

§  процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе (например, обращаться к каталогу; выполнять разметку внешних носителей; запускать программы; выполнять другие действия).

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА КОМПЬЮТЕРА. ПАПКИ. ФАЙЛЫ

В файлах могут храниться тексты программ, документы, графические изображения, готовые к выполнению программы и т.д.

Файловая система FAT (File Allocation Table) поддерживается ОС DOS и Windows9х, файловая система NTFS (Windows NT File System) – Windows NT, 2000.

Файл характеризуется набором пара метров и атрибутов: 

Параметры:

§  имя файла - например, TETRIS, Расписание уроков, Рисунок, Дом. Правила задания имени файла определяются ОС и используемой файловой системой. Имя файла в ОС семейства DOS может содержать от 1 до 8 символов, в ОС семейства Windows – от 1 до 255 символов. При записи имен файлов запрещено использовать некоторые символы, например в Windows - это /, \, ,

, :, <, >, " и ?; 

§  тип файла - определяется его назначением, например: текстовый документ, видеозапись, точечный рисунок. Тип файла характеризуется его расширением, которое записывается через точку после имени файла и содержит от 1 до 3 символов в DOS и больше 3 в Windows. Расширение указывает на содержимое файла или на то, какой программой был создан этот файл. В ОС Windows именно по расширению файлы ассоциируются с определенной программой, с помощью которой они могут быть открыты для просмотра или модификации.

Некоторые стандартные расширения имени файла:

§  Размещение файла - это адрес места в памяти компьютера, где файл хранится. Например, запись С:\Мои документы\Игры\ТЕТRIS означает, что файл игры TETRIS находится в папке Игры, которая расположена в папке Мои документы на диске памяти С:; 

§  Приложение - имя программы, в которой файл был создан и которая может его открыть; 

§  Размер файла (в байтах) - например, текстовый файл в простейшем случае требует для своего хранения в памяти компьютера столько байт, сколько в нем символов, включая пробелы; 

§  Дата создания и дата последнего изменения (модификации) файла. 

Кроме перечисленных общих характеристик некоторые файлы могут иметь свойства, связанные со статистикой. 

Атрибуты используются ОС для обработки файла, например, архивный, системный, скрытый, только для чтения, каталог.

Файловой структурой называют совокупность файлов и взаимосвязей между ними. Это способ организации файлов. Обычно под файловой структурой понимается каталог всех файлов, находящихся в памяти компьютера. 

Каталоги (директории, папки)

Файловая структура может быть одноуровневой – простая последовательность файлов и многоуровневой (иерархической).

Так как в памяти современных КП десятки тысяч файлов, то чаще всего мы имеем дело с многоуровневой файловой структурой. В этом случае существуют специальные файлы, которые называются каталогами или папки, назначение которых – регистрация в них файлов. 

Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге.

На каждом магнитном диске может быть несколько папок. В каждой папке может быть несколько файлов, а также могут находиться и другие папки (подкаталоги – Sub directory).

Такие вложения папок могут быть многократными.

Кроме того, любой носитель изначально имеет один каталог, который создается ОС - корневой. В отличие от всех остальных каталогов, он не имеет имени. В корневом каталоге регистрируются файлы и подкаталоги (каталоги 1-го уровня); в  каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и подкаталоги 2-го уровня и т.д. Получается иерархическая древообразная структура каталогов на магнитном диске (рис.

1).

Структура вложенных друг в друга каталогов называется деревом каталогов (Tree).

Каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь, называется текущим.

Путь к файлу

Когда используется файл не из корневого каталога, необходимо указать в каком каталоге этот

файл находится, т.е. путь к файлу. 

Путь (Path) - это последовательность из имен каталогов или символов «..», разделенных символом "\".  Иногда в путь включают еще логическое имя устройства (например, диск С). 

Путь задает маршрут от корневого каталога диска к тому каталогу, в котором находится нужный файл.

Если путь начинается с символа "\", то маршрут вычисляется от корневого каталога диска. Если с символа «..», то от текущего каталога. Каждое имя каталога в пути соответствует входу в подкаталог с таким именем, «..» соответствует входу в надкаталог (родительский каталог).

Например, пусть текущий каталог HOME (см. рис.1). Тогда:

Полное имя файла

Полное имя файла состоит из логическое имя устройства, на котором записан файл, пути к папки, в которой записан файл, и  собственно  имени  файла и расширения.

Дисковод: \ Путь \ имя_файла

Таким образом, полное имя файла однозначно определяет любой файл на магнитном диске.

Например, используя файловую систему, изображенную на рис.1, запишем полные имена файлов.

«Маска» (шаблон) имени файлов

Во многих командах в именах файлов можно употреблять символы * и ?  для указания группы

файлов из одного каталога. Такие имена называются "маской".

Под "маской" (шаблоном) имени файлов  будем понимать некоторое обобщенное имя файла, в котором один или несколько символов заменены символами «*» или «?», где символ «*» обозначает любое число (от 0 до максимально допустимого) любых символов; символ «?» обозначает один произвольный символ. Примечание.

В некоторых случаях символы «*» и «?» могут означать не только наличие символа, но и его отсутствие. Причем правила, по которым это определяется, в разных программах (и даже для разных команд одной программы) могут быть разными.  Например,

*.*                               - все файлы.

*.doc            - все файлы с расширением .doc. text.*     - все файлы с именем text и любым расширением.

В процессе работы над файлами и папками производят следующие операции: 

§  создание (в текущем каталоге создается новый экземпляр объекта, ему дается имя); 

§  копирование (копия объекта создается в другом каталоге или на другом носителе); 

§  перемещение (производится копирование объекта в другой каталог или на другой носитель, в исходном каталоге объект уничтожается); 

§  удаление (в исходном каталоге объект уничтожается); 

§  переименование (изменяется имя объекта); 

§  нахождение на диске по имени файла и содержащейся в нем строке символов;  §    архивирование файлов.

Виды ОС

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами. 

Операционная система MS DOS

Первой ОС стала ОС Microsoft MS-DOS (Microsoft Disk Operating System). Для общения ОС с пользователем использовался специальный командный язык ОС. На ПК общение происходило в режиме диалога. 

Она состоит из следующих основных модулей: 

§  базовая система ввода/вывода (BIOS);   выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода, а также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов (оперативной памяти и др.) при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS.

§  блок начальной загрузки (Boot Record);  

— это очень короткая программа, единственная функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOS — модуля расширения базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний.

§  модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS);   дает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств.

§  модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS);   реализует основные высокоуровневые услуги DOS, поэтому его и называют основным.           

((прерывания – щелчок мышью, нажатие клавиши и т.п.))

§  командный процессор DOS (COMMAND.COM);          обрабатывает команды, вводимые пользователем §      утилиты MS DOS.     

это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д.

Каждый из указанных модулей выполняет определенную часть функций, возложенных на ОС. Места постоянного размещения этих модулей различны. Так, базовая система ввода/вывода находится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а не на дисках, как все остальные модули. 

Программы-оболочки

Для упрощения диалога пользователя с ОС применялись так называемые диалоговые оболочки к

операционной системе. 

Оболочки — это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги. 

Одной из самых популярных у пользователей IBM-совместимого ПК оболочек — пакет программ Norton Commander. Он обеспечивает: 

§  создание, копирование, пересылку, переименование, удаление, поиск файлов, а также изменение их атрибутов;

§  отображение дерева каталогов и характеристик входящих в них файлов в форме, удобной для восприятия человека;

§  создание, обновление и распаковку архивов (групп сжатых файлов); § просмотр текстовых файлов;

§  редактирование текстовых файлов;

§  выполнение из еѐ среды практически всех команд DOS;

§  запуск программ;

§  выдачу информации о ресурсах компьютера;

§  создание и удаление каталогов;

§  поддержку межкомпьютерной связи;

§  поддержку электронной почты через модем.

В начале 90-х годов во всем мире огромную популярность приобрела графическая оболочка MSWindows 3.х, преимущество которой состоит в том, что те или иные команды отождествлялись с некоторыми графическими объектами и выполнялись при их активизации мышью, что существенно облегчает использование компьютера. 

Операционные системы

Позже появились новые версии Windows, существенно отличающиеся от Windows 3.х:

Windows NT (NT — англ. New Technology), Windows 95, Windows 2000, Millenium, XP и т.п.  программы этого типа представляют из себя высокопроизводительную многозадачную и многопотоковую самодостаточную ОС с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. В отличие от оболочки Windows 3 эта операционная система не нуждается в установке на компьютере операционной системы DOS. После включения компьютера и выполнения тестовых программ BIOS операционная система Windows автоматически загружается с жесткого диска. После загрузки и инициализации системы на экране появляется рабочий стол, на котором размещены различные графические объекты. Пользовательский интерфейс спроектирован так, чтобы максимально облегчить усвоение этой операционной системы новичками и создать комфортные условия для пользователя.

Вообще говоря, сейчас имеются сотни различных операционных систем и их число постоянно растет. Однако в современных ПК основными являются всего несколько операционных систем. Прежде всего это упомянутые ОС класса Windows для IВМ-совместимых ПК и Мас DOS - операционные системы для ПК класса Macintosh. В профессиональной среде распространена мощная операционная система Unix, обеспечивающая работу в командном режиме и созданная «всем миром» ОС Linux. 

ПО: Системные программы: 

3. Утилиты (служебные программы)

Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ.

Классификация утилит

1.      Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С их помощью выполняется большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение, переименование файлов, создание каталогов (папок), уничтожение объектов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства содержатся в составе программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой 

2.      Программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. И соответственно, эффективнее используют носители информации. 

3.      Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Их используют для исправления ошибок и для оптимизации работы компьютерной системы.

4.      Программы инсталляции (установки). Предназначены для контроля за добавлением в текущую программную конфигурацию нового программного обеспечения. Они следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей, утерянных во время уничтожения определенных программ. Простые средства управления установлением и уничтожением программ содержатся в составе операционной системы, но могут использоваться и дополнительные служебные программы. 

5.      Средства коммуникации. Организуют обмен информацией между удаленными компьютерами, передают сообщения электронной почты, пересылают факсимильные сообщения и т.п.. 

6.      Средства просмотра и воспроизведения. Преимущественно, для работы с файлами, их необходимо загрузить в "родную" прикладную программу и внести необходимые исправления. Но, если редактирование не нужно, существуют универсальные средства для просмотра (в случае текста) или воспроизведения (в случае звука или видео) данных. 

7.      Средства компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. Средства пассивной защиты - это служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Средства активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения используют специальные системы, базирующиеся на криптографии. 

8.      Антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами.

9.      Программы оптимизации и контроля качества дискового пространства.

10.  Программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

11.  Программы для записи CD и DVD. 

12.  и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, но большинство функционирует независимо от ОС, т.е. автономно.

ПО: 2. Прикладное программное обеспечение

Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какойлибо задачи в пределах данной проблемной области. 

В отличие от системного ПО прикладная программа непосредственно обеспечивает  выполнение необходимых пользователям работ (производственных, творческих, развлекательных и учебных).

Классификация прикладного программного обеспечения

Прикладное ПО или пакеты прикладных программ подразделяются на: проблемноориентированные пакеты, пакеты общего назначения (СУБД, текстовые процессоры, табличные процессоры, средства презентационной графики, интегрированные пакеты), методо-ориентированные (реализация методов математики, статистики, экономики, управления), офисные (органайзеры, переводчики, проверки орфографии и грамматики, распознавания текста, коммуникационные), настольные издательские системы, программные средства мультимедиа, системы искусственного интеллекта. 

1. Текстовые редакторы.                  

Основные функции - это ввод и редактирование текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. С этого класса прикладных программ начинают знакомство с программным обеспечением и на нем приобретают первые привычки работы с компьютером.   Блокнот 2. Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформлять текст. Основными средствами текстовых процессоров являются средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования. Современный стиль работы с документами имеет два подхода: работа с бумажными документами и работа с электронными документами. Приемы и методы форматирования таких документов различаются между собой, но текстовые процессоры способны эффективно обрабатывать оба вида документов.   Word

3. Графические редакторы. Позволяют создавать, редактировать и получать графические изображения. Графические редакторы позволяют создавать не только статичные, но также движущиеся на экране объекты, создавать анимационные картинки. Графические редакторы имеют такие возможности, как использование различных цветовых оттенков в графическом изображения, использование графических примитивов (окружности, ломанные линии, прямоугольники, многоугольники, закрашенные фигуры) для построения рисунков, использование различных инструментов: кистей разнообразной формы, ластика, аэрографа, микроскопа или лупы для прорисовки каких либо тонких деталей изображения, имеется также возможность работать с выделенными частями рисунка: удалять, копировать, переносить, встраивать готовые изображения из библиотеки графических образов и так далее. Существуют графические редакторы как для создания двумерных, так и для создания трехмерных изображений. 

Различают три категории:

o       растровые редакторы (PhotoShop, Paintbrash);  o         векторные редакторы (Corel Drаw); o      3-D редакторы (трехмерная графика) (3D Max). 

В растровых редакторах графический объект представлен в виде комбинации точек (растров), которые имеют свою яркость и цвет. Такой подход эффективный, когда графическое изображение имеет много цветов и информация про цвет элементов намного важнее, чем информация про их форму. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. Применяют для обработки изображений, создания фотоэффектов и художественных композиций. 

Векторные редакторы отличаются способом представления данных изображения. Объектом является не точка, а линия. Каждая линия рассматривается, как математическая кривая ІІІ порядка и представлена формулой. Такое представление компактнее, чем растровое, данные занимают меньше места, но построение объекта сопровождается пересчетом параметров кривой в координаты экранного изображения, и соответственно, требует более мощных вычислительных систем. Широко применяются в рекламе, оформлении обложек полиграфических изданий. 

Редакторы трехмерной графики используют для создания объемных композиций. Имеют две особенности: разрешают руководить свойствами поверхности в зависимости от свойств освещения, а также разрешают создавать объемную анимацию.  4. Системы управления базами данных (СУБД).  

База данных – это информационная модель, позволяющая упорядочено хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Базы данных используются под управлением систем управления базами данных (СУБД). 

Системы управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Основные функции СУБД: 

o      хранение большого объема информации; o         быстрый поиск требуемой информации;

o      добавление, удаление и изменение хранимой информации; o      вывод ее в удобном для человека виде.

В связи с распространением сетевых технологий, от современных СУБД требуется возможность работы с отдаленными и распределенными ресурсами, которые находятся на серверах Интернета. Наиболее мощные СУБД имеют встроенный язык программирования, позволяющих создавать исполнимые программы для обработки введенных данных.  

К СУБД можно отнести FoxPro, dBASE, Paradox, Clipper, Access и другие. 

5.      Электронные таблицы – программа для обработки данных, представленных в виде прямоугольных таблиц. Основная особенность электронных таблиц состоит в автоматическом изменении содержимого всех ячеек при изменении отношений, заданных математическими или логическими формулами. 

Широкое применение находят в бухгалтерском учете, анализе финансовых и торговых рынков, средствах обработки результатов экспериментов, то есть в автоматизации регулярно повторяемых вычислений больших объемов числовых данных.   Lotus 1-2-3, SuperCalk, Excel. 

6.      Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме графических работ, разрешают проводить простые расчеты и выбор готовых конструктивных элементов из существующей базы данных. 

Особенность CAD-систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил. САПР являются необходимым компонентом для гибких производственных систем (ГВС) и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).  

AutoCAD, MathCAD

7.      Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс верстки полиграфических изданий. Издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействия текста с параметрами страницы и графическими объектами, но имеют более слабые возможности по автоматизации ввода и редактирования текста. Их целесообразно применять к документам, которые предварительно обработаны в текстовых процессорах и графических редакторах.  

Publisher, QuarkXPress, PageMaker и др.

8.      Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. Предназначены для создания и редактирования Web-страниц Интернета. Программы этого класса можно использовать при подготовке электронных документов и мультимедийних изданий. 

9.      Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, созданных в формате HTML. Восроизводят, кроме текста и графики, музыку, человеческий язык, радиопередачи, видеоконференции и разрешают работать с электронной почтой.  Opera, Explorer

10.  Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка. 

Электронные словари - это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст. 

Программы автоматического перевода используют текст на одном языке и выдают текст на другом, то есть автоматизируют перевод. При автоматизированном переводе невозможно получить качественный исходный текст, поскольку все сводится к переводу отдельных лексических единиц. Но, для технического текста, этот барьер снижен. 

Программы автоматического перевода целесообразно использовать:  o            при абсолютном незнании иностранного языка;  o       при необходимости быстрого ознакомления с документом;  o        для перевода на иностранный язык;  o      для создания черновика, который потом будет подправлен полноценным переводом.  Promt 

11.  Интегрированные системы делопроизводства. Средства для автоматизации рабочего места руководителя. В частности, это функции создания, редактирования и форматирования документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация работы подразделов, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка оперативной и справочной информации. 

12.  Бухгалтерские системы. Имеют функции текстовых, табличных редакторов и СУБД. Предназначены для автоматизации подготовки начальных бухгалтерских документов предприятия и их учета, регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, приемлемой для налоговых органов, внебюджетных фондов и органов статистического учета.   1C: Бухгалтерия

13.  Финансовые аналитические системы. Используют в банковских и биржевых структурах. Разрешают контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, торговых рынках и рынках сырья, выполнять анализ текущих событий, готовить отчеты. 

14.  Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний и выдачи результатов, при запросе пользователя. Такие системы используются, когда для принятия решения нужны широкие специальные знания. Используются в медицине, фармакологии, химии, юриспруденции. С использованием экспертных систем связана область науки, которая носит название инженерии знаний. Инженеры знаний - это специалисты, являющиеся промежуточным звеном между разработчиками экспертных систем (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами). 

15.  Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическим или аэрографическими методами. 

16.  Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, монтажа, создания видеоэффектов, исправления дефектов, добавления звука, титров и субтитров. Отдельные категории представляют учебные, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью являются повышенные требования к мультимедийной составляющей. 

17.  Интегрированные пакеты –

Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. 

Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. 

Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими. 

Пример: интегрированный пакет для написания книг, содержащих иллюстрации. Он содержит: 

§  текстовый редактор;

§  орфографический корректор на 80000 слов (программу обнаружения орфографических ошибок); § программу слияния текстов;

§  программу формирования оглавлений и составления указателей;

§  автоматический поиск и замену слов и фраз;

§  средства телекоммуникации;

§  электронную таблицу;

§  систему управления базами данных;

§  модули графического оформления;

§  графический редактор;

§  возможность печати сотнями разных шрифтов и т.д.

Наиболее известные интегрированные пакеты: 

Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор WinWord , электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Mail. Мало того, все части этого пакета составляют единое целое, и даже внешне все программы выглядят единообразно, что облегчает как их освоение, так и ежедневное использование. 

Microsoft Works — это очень простой и удобный пакет, объединяющий в себе текстовый редактор, электронные таблицы и базы данных, а также телекоммуникационные средства для соединения с другими компьютерами по телефонным линиям. Пакет ориентирован на людей, не имеющих времени осваивать сложные продукты, на начинающих пользователей, а также на домашних пользователей.

ПО: 3. Инструментальное  ПО

Компьютер "понимает" и может выполнять программы в машинном коде. Каждая команда при этом имеет вид последовательности нулей и единиц. Писать программы на машинном языке крайне неудобно. Поэтому программы разрабатываются на языке, понятном человеку (инструментальный язык или алгоритмический язык программирования), после чего, специальной программой, которая называется транслятором, текст программы переводится (транслируется) на машинный код. 

Инструментальные языки делятся на языки низкого уровня (близкие к машинному языку) и языки высокого уровня (близкие к человеческим языкам). 

К языкам низкого уровня принадлежат ассемблеры, а высокого - Pascal, Basic, C/C++, языки баз данных и т.д. 

Транслятор (англ. translator — переводчик) — это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд. 

Трансляторы бывают двух типов: 

интерпретаторы,  компиляторы. 

С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются. 

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался. Например, Паскаль обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. Поэтому данный язык обычно реализуется с помощью компилятора. 

С другой стороны, Бейсик создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества. 

Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

В систему программирования входит транслятор (компилятор или интерпретатор);  интегрированная среда разработки;  текстовый редактор, 

обширные библиотеки стандартных программ и функций; 

отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе; 

многооконный режим работы;  библиотека стандартных программ, 

мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками  встроенный ассемблер;  встроенная справочная служба;  другие специфические особенности. 

Популярные системы программирования - Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. 

В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений: Visual С++, Visual Basic, Delphi.

Кратко

Программное обеспечение ПК (ЭВМ)