Основные виды программного обеспечения, их характеристика

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Информатика»

Введение

Актуальность заключается в том, что возможности современного ПК столь велики, что все большее число людей находят ему применение в своей работе, учебе, быту. Важнейшим качеством современного компьютера является его «дружественность» по отношению к пользователю. Общение человека с компьютером стало простым, наглядным, понятным. Компьютер сам подсказывает пользователю, что нужно делать в той или иной ситуации, помогает выходить из затруднительных положений. Это возможно благодаря программному обеспечению компьютера.

Компьютер — устройство, последовательно выполняющее операции, прописанные в программе, поэтому для его работы нужны программы, составляющее программное обеспечение. Программное обеспечение (ПО) представляет собой совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование аппаратных средств ЭВМ. Создается программное обеспечение программистами.

Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение.

Наиболее общей классификацией программных средств является классификация, в которой основополагающим признаком служит область использования программных продуктов:

— организация аппаратной части компьютеров и сетей ЭВМ;

— организация технологии разработки программ;

— обоснование и решение функциональных задач в различных предметных областях.

Исходя из этого выделяют три класса программных продуктов:

— системное ПО;

— инструментарий технологии программирования;

— прикладное ПО.

Программное обеспечение компьютера постоянно пополняется, развивается, совершенствуется. Стоимость установленных программ на современном ПК зачастую превышает стоимость его технических устройств. Разработка современного ПО требует очень высокой квалификации от программистов.

Основная цель работы заключается в том чтобы рассмотреть основные виды программного обеспечения, изучить из характеристики.

1. Характеристика основных видов ПО Основными характеристиками программного обеспечения являются:

Производительность (быстродействие) ПК — возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду) Производительность (быстродействие) процессора — количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота процессора (частота синхронизации) — число тактов процессора в секунду, а такт — промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота — это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8; 3,0 Ггц и т. д. Разрядность процессора — max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти — регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта — 16-разрядным и т. д. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда) Время доступа — Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10−9с) Объем памяти (ёмкость) — max объем информации, который может храниться в ней.

Плотность записи — объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм) Скорость обмена информации — скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве.

В результате выполнения курсовой работы использовались следующие ПО: MS Word, MS Excel.

1.1 Классификация ПО Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное, прикладное и инструментальное, а по способу распространения и использования на несвободное/закрытое, открытое и свободное. Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

В программном обеспечении компьютера есть необходимая часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным ПО. Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным программным обеспечением, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор [5, c. 79].

Системное программное обеспечение, в свою очередь, состоит из базового ПО и сервисного ПО.

Базовое ПО поставляется вместе с компьютером и обеспечивает его работоспособность. В состав базового ПО входит операционная система, операционная оболочка и базовые системы ввода-вывода.

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС). Операционная система — это набор программ, управляющих оперативной памятью, процессором, внешними устройствами и файлами, ведущих диалог с пользователем.

Основные функции операционных систем:

— выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.);

— загрузка программ в оперативную память и их выполнение;

— стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

— управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти);

— управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе;

— обеспечение пользовательского интерфейса. Интерфейс — совокупность средств и методов взаимодействия между элементами системы;

— сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов [3, c.175].

Дополнительные функции операционных систем:

— параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

— эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами;

— разграничение доступа различных процессов к ресурсам;

— организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам;

— взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;

— защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений;

— многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

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.

Операционная система практически все время находится в рабочем состоянии. Например, для того чтобы выполнить прикладную программу, ее нужно разыскать во внешней памяти (на диске), поместить в оперативную память, найдя там свободное место, «запустить» процессор на выполнение программы, контролировать работу всех устройств машины во время выполнения и в случае сбоев выводить диагностические сообщения. Все эти заботы берет на себя операционная система.

К системному программному обеспечению кроме операционных систем следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование, «лечение» и пр.), сжатия файлов на дисках (архиваторы), борьбы с компьютерными вирусами и многое другое [6, c. 128].

По широте охвата одновременно выполняемых задач операционные системы можно разбить на три группы: однозадачные (однопользовательские), многозадачные (многопользовательские) и сетевые.

Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей.

Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование компьютера в мультипрограммном режиме разделения времени.

Сетевые ОС управляют работой локальных и глобальных сетей. Они предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети.

Сетевая ОС обеспечивает работу компьютера в сети и поддерживает все сетевые службы — электронную почту, обмен файлами, доступ к сайтам, общение между клиентами через Интернет и пр.

Оболочка операционных систем предназначена для комфортного общения пользователя с ЭВМ. Она снимает проблему управления компьютером с помощью набора команд в командной строке и их запуска на исполнение. Оболочка операционной системы реализует текстовый или графический интерфейс [4, c. 94].

Базовая система ввода-вывода представляет собой набор программ, обеспечивающих:

— взаимодействие операционной системы с различными устройствами компьютера;

— поддержку функций ввода-вывода;

— тестирование оборудования при включении компьютера;

— загрузку операционной системы не только с жесткого или гибкого дисков, но и с приводов CD-ROM [4, c. 91].

Сервисное программное обеспечение — совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительный сервис в работе с компьютером и расширяющих возможности ОС.

Сервисные программные средства:

— стандартные и служебные программы;

— архивация данных;

— антивирусные программы.

Стандартные программы:

Блокнот — это несложный текстовый редактор, используемый для создания простых документов (.txt), часто применяется для создания Web — страниц.

WordPad — это редактор текста. При помощи этого редактора можно создавать и редактировать как простые текстовые документы, так и документы со сложным форматированием и рисунками. Имеется возможность связывать и внедрять данные из других документов в документ WordPad.

Графический редактор Paint. Редактор Paint — это программа для создания и редактирования растровых рисунков.

Служебные программы:

Дефрагментация диска — процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечить хранение файлов в непрерывной последовательности кластеров (единица хранения данных). После дефрагментации ускоряется чтение и запись файлов, а следовательно и работа программ.

Очистка диска. Программа очистка диска применяется для освобождения пространства на жестком диске путем удаления компонентов ОС и программ, которые уже не используются, временных файлов и очистки корзины.

Проверка диска. Служебная программа проверка диска предназначена для обнаружения ошибок файловой системы и повреждения секторов на жестком диске.

Программы архивирования данных:

Архивация — это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных — это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

Архивация проводится в следующих случаях:

— когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных файлов;

— когда необходимо освободить место на диске;

— когда необходимо передать файлы по E-mail;

Защита от компьютерных вирусов:

Компьютерный вирус — это небольшая вредоносная программа, которая самостоятельно может создавать свои копии и внедрять их в программы (исполняемые файлы), документы, загрузочные сектора носителей данных.

Известно много различных способов классификации компьютерных вирусов.

Одним из способов классификации компьютерных вирусов — это разделение их по следующим основным признакам:

— среда обитания;

— особенности алгоритма;

— способы заражения;

— степень воздействия (безвредные, опасные, очень опасные).

В зависимости от среды обитания основными типами компьютерных вирусов являются:

— программные (поражают файлы с расширением. СОМ и .ЕХЕ) вирусы. Программные вирусы — это вредоносный программный код, который внедрен внутрь исполняемых файлов (программ). Вирусный код может воспроизводить себя в теле других программ — этот процесс называется размножением;

— загрузочные вирусы — поражают не программные файлы, а загрузочный сектор магнитных носителей (гибких и жестких дисков);

— макровирусы — поражают документы, которые созданы в прикладных программах, имеющих средства для исполнения макрокоманд. К таким документам относятся документы текстового процессора WORD, табличного процессора Excel. Заражение происходит при открытии файла документа в окне программы, если в ней не отключена возможность исполнения макрокоманд;

— сетевые вирусы пересылаются с компьютера на компьютер, используя для своего распространения компьютерные сети, электронную почту и другие каналы [1, c. 106 — 109].

Инструментальное программное обеспечение предназначено для разработки новых программ и программных комплексов.

Инструментарий технологий программирования представляет собой совокупность программных систем, обеспечивающих процесс разработки программного обеспечения.

Виды инструментального ПО:

— текстовые редакторы;

— интегрированные среды разработки — система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО);

— SDK — комплект средств разработки, который позволяет специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определённого пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки;

— интерпретаторы — Программа, анализирующая команды или операторы программы и тут же выполняющая их;

— отладчики — модуль среды разработки или отдельное приложение, предназначенные для поиска ошибок в программе;

— генераторы документации — программа или пакет программ, позволяющая получать документацию, предназначенную для программистов;

— средства анализа покрытия кода — мера, используемая при тестировании программного обеспечения;

— средства автоматизированного тестирования.

Для разработки программ (приложений) существуют инструментальные средства программирования. Они ориентированны на автоматизацию разработки программ и программных комплексов типа «информационные системы».

Система программирования — инструмент для работы программиста.

С системами программирования работают программисты. Всякая система программирования ориентирована на определенный язык программирования. Существует много разных языков, например Паскаль, Бейсик, ФОРТРАН, С («Си»), Ассемблер, ЛИСП и др. На этих языках программист пишет программы, а с помощью систем программирования заносит их в компьютер, отлаживает, тестирует, исполняет [3, c. 114].

Программисты создают все виды программ: системные, прикладные и новые системы программирования.

Прикладное программное обеспечение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием.

Состав прикладного программного обеспечения.

Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

Как правило, все пользователи предпочитают иметь набор прикладных программ, который нужен практически каждому. Их называют программами общего назначения. К их числу относятся:

— текстовые и графические редакторы, с помощью которых можно готовить различные тексты, создавать рисунки, строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;

— системы управления базами данных (СУБД), позволяющие превратить компьютер в справочник по любой теме;

— табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;

— коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные для обмена информацией с другими компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Очень популярным видом прикладного программного обеспечения являются компьютерные игры. Большинство пользователей именно с них начинает свое общение с ЭВМ.

Кроме того, имеется большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

Множество различных приложений на компьютере создаётся с помощью языков и систем программирования (см. приложение А).

Язык программирования — это формализованный язык описания алгоритмов, используемых для решения различных задач на компьютере.

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 [6, c. 157].

компьютер архивирование вирус базовый

2. Практическая часть Произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка (рис. 1). Ежемесячное погашение кредита осуществляется равными (аннуитетными) платежами.

Платежи по кредиту клиента ____________

банка «Акцепт» за 2007 г.

Рис. 1. Платежи по кредиту клиента банка «Акцепт»

Описание последовательности решения задачи с среде MS Excel:

1. Запустить табличный процессор MS Excel.

2. Создать книгу с именем «Акцепт».

3. Лист 1 переименовать в лист с названием «Платежи по кредиту».

4. На рабочем листе «Платежи по кредиту» MS Excel создать таблицу платежи по кредиту клиента банка «Акцепт».

5. Заполнить таблицу платежи по кредиту клиента банка «Акцепт» исходными данными.

6. Заполнить графу Погашение основного долга следующим образом:

— занести в ячейку Е7 формулу =$С$ 5:$С$ 4;

— размножить введенную в ячейку Е7 формулу для остальных ячеек данной графы (с Е7 по Е18);

— используя функцию ОКРУГЛ () результаты округлить до целого числа;

— используя функцию ЕСЛИ () для отражения остатков по платежу в последнем платеже приравнять сумму выданного кредита итоговой сумме погашения основного долга. Сумма последнего платежа по погашению основного долга будет больше, чем платежи за предыдущие месяцы (рис. 2).

Рис. 2. — Заполненная графа «Погашение основного долга»

7. Заполнить графу Сумма процентов следующим образом:

— занести в ячейку D7 формулу =C7*($C$ 3/$C$ 4);

— размножить введенную в ячейку D7 формулу для остальных ячеек данной графы (с D7 по D18) (рис. 3).

Рис. 3. — Заполненная графа «Сумма процентов»

8. Заполнить графу Текущий остаток по кредиту следующим образом:

— занести в ячейку С7 формулу =C5-E7;

— размножить введенную в ячейку С7 формулу для остальных ячеек (с С7 по С18) данной графы (рис. 4).

Рис. 4. — Заполненная графа «Текущий остаток по кредиту»

9. Заполнить графу Платеж по кредиту следующим образом:

— занести в ячейку F7 формулу =D7+E7;

— размножить введенную в ячейку F7 формулу для остальных ячеек данной графы (с F7 по F18).

— используя функцию ОКРУГЛ () результаты округлить до целого числа (рис. 5).

Рис. 5. — Заполненная графа «Платеж по кредиту»

10. Лист 2 переименовать в лист с названием «График».

11. На рабочем листе «График» MS Excel построить гистограмму по данным таблицы (рис. 6) с отражением платежей по кредиту по месяцам.

Рис. 6. — Графическое представление результатов вычислений

Заключение

В результате проведенной работы были рассмотрены характеристики основных видов программного обеспечения, а также классификация программного обеспечения.

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением. Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

Весь спектр ПО просто неиссякаем. Каждые полчаса в мире появляются всё новые и новые программы. Какие-то из них останутся неизвестными, какие-то получат мировое признание. Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов-одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие ПО, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами — производителями. Помимо этого, создание новых программ влёчёт за собой развитие новых комплектующих, способных полностью покрыть все требования программы, необходимые для нормального её функционирования.

1. Ефимова О. Практикум по компьютерной технологии / О. Ефимова, В. Морозова/. — М.: АБФ, 2008. — 554 с.

2. Информатика: Учебник. 3е изд., перераб. / Под ред. Н. В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2006. — 768 с.

3. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. Ред. В. М. Матюшка. М.: ИНФРА-М, 2006. — 880 с.

4. Информатика в экономике: Учеб. Пособие /Под ред. проф. Б. Е. Одинцова, проф. А. Н. Романова. — М.: Вузовский учебник, 2008. — 478 с.

5. Романов А. Н., Одинцов Б. Е. Информационные системы в экономике. — М.: Вузовский учебник, 2006. — 411 с.

6. Степаненко О. С. Персональный компьютер. Учебный курс./ О.С. Степаненко/ - М.: Издательский дом «Вильямс», 2008. — 608 с.

Приложение А