Різновиди програмного забезпечення

1. Організаційний момент.

2. Теоретична частина.

3. Домашнє завдання.

4. Обговорення вивченого.

5. Підсумок уроку

Хід роботи:

I. Організаційний момент.

На дошці: Дата, коротка тема уроку.

Привітання, перевірка присутніх. Пояснення ходу уроку.

II. Теоретична частина.

Усі програми, що використовуються в комп'ютері прийнято називати програмним забезпеченням. Програмне забезпечення створює на комп'ютері визначене середовище роботи і містить інструментарій, за допомогою якого можна створювати комп'ютерні об'єкти. Розмаїття середовищ визначається розмаїттям програмного забезпечення.

Програмне забезпечення - всі програми, що використовує комп'ютер.

В житті всі об'єкти можна згрупувати по визначених ознаках і скласти собі представлення про те, де можна використовувати представників даної групи (класу). Те ж саме можна зробити і стосовно комп'ютерних програм.

Для того щоб ясно розуміти, де і яку програму варто використовувати для перетворення інформації й одержання бажаного результату, необхідно мати представлення про наявні їхні різновиди. Усе програмне забезпечення в залежності від виду створюваного ним середовища прийнято розділяти на три класи системне, прикладне і середовище програмування. Розглянемо особливості кожного середовища.

Системне середовище

Системне програмне забезпечення є необхідним елементом комп'ютера. Це комплекс програм, що забезпечує взаємодію людини і всіх пристроїв, програм комп'ютера. Якщо ви включили комп'ютер і при цьому на екрані не відбувається ніяких змін, хоча всі пристрої включені, то це говорить про відсутність у ньому системних програм. Чим досконаліше системне програмне забезпечення, тим комфортніше ми почуваємо себе в системному середовищі.

Найважливішою системною програмою є операційна система, що звичайно зберігається на жорсткому диску. При включенні комп'ютера її основна частина переписується з жорсткого диска у внутрішню пам'ять і знаходиться там протягом усього сеансу роботи комп'ютера. Операційна система забезпечує:

- виконання прикладних програм;

- керування пам'яттю, процесором і всіма зовнішніми пристроями;

- контакт людини з комп'ютером.

До найбільш відомих операційних систем відносяться: Windows 98, Windows NT, MS DOS, Unix.

Крім операційної системи, до системного програмного забезпечення відносяться різні комплекси програм, що призначені для виконання особливих функцій, відмінних від функцій операційної системи. Наприклад, має широке поширення комплекс програм Norton Commander чи Windows 3.1(11), що використовуються разом з операційною системою MS DOS. Ці програми, називають оболонками, створюють більш зручне середовище роботи, ніж операційна система.

Прикладне середовище

Кожне прикладне середовище призначене для створення і дослідження визначеного виду комп'ютерного об'єкта. Наприклад, для створення графічного об'єкту призначене середовище графічного редактора, для роботи з текстом - середовище текстового редактора і т.д.

Створення конкретного прикладного середовища здійснюється комплексом прикладних програм, які часто називають пакетом прикладних програм (ППП). Усі наявні на комп'ютері прикладні програми складають прикладне програмне забезпечення.

Прикладні програми можуть працювати тільки за умови, що в комп'ютері вже встановлена операційна система (системне середовище). Прикладні програми в середовищі операційної системи Windows називають додатками. Найбільшою популярністю користаються наступні групи прикладного програмного забезпечення:

- текстові процесори - для створення текстових документів;

- табличні процесори (електронні таблиці) - для обчислень і аналізу інформації, представленої в табличній формі;

- бази даних - для організації і керування даними;

- графічні пакети - для представлення інформації у вигляді малюнків і графіків;

- комунікаційні програми - для обміну інформацією між віддаленими комп'ютерами;

- інтегровані пакети, що включають кілька прикладних програм різного призначення;

- навчальні програми, електронні підручники, словники, енциклопедії, системи проектування, дизайну;

- ігри.

Середовище програмування

Середовище програмування призначене для створення системного і прикладного програмного забезпечення. Вона містить в собі інструментарій програмування, за допомогою якого здійснюється перетворення алгоритму в програму для комп'ютера.

Уявіть собі набір типових інструментів будь-якого фахівця, будь то слюсар, столяр, кравчиня, майстер по ремонту автомашин і ін. Їхні набори інструментів істотно відрізняються один від одного, тому що служать для рішення різних задач. У людей однієї і тієї ж професії базові набори інструментів дуже схожі, відрізняються вони тільки формою, якістю, маркою. Розглянемо, наприклад, базовий набір інструментів кравчині. Швейна машина, ножиці, голки, нитки - ці інструменти необхідні для шиття. Хоча в кожної кравчині вони можуть відрізнятися якістю, формою, можливостями. Ви можете доповнити цей перелік великою кількістю різних предметів, але це вже будуть інструменти, що полегшують працю кравчині чи для полегшення роботи при шитті.

Аналогічна картина складається і з інструментарієм програмування. Він може бути різноманітним, але завжди буде існувати деякий базовий набір інструментів програмування, для використання якого потрібно опанувати спеціальною мовою, названою мовою програмування.

Для створення прикладного забезпечення широко використовуються такі мови, як Бейсік, Паскаль, (C++), Delphi і інші. У навчальних закладах багатьох країн світу для навчання дітей основам програмування використовується мова LOGO.

Як співвідносяться між собою класи програмного забезпечення?

На малюнку відображено відношення різних класів

програмного забезпечення до апаратної частини. В центрі кола знаходиться апаратна частина комп'ютера. Чим ближче коло з програмами до апаратури, тим важливіша роль програм в організації роботи пристроїв і тим складніше користувачу працювати в такому середовищі. Як ми бачимо на малюнку, безпосередньо забезпечує роботу пристроїв системне середовище.

Даючи характеристику комп'ютеру, часто використовують термін «ресурси». Під ресурсами комп'ютера, як правило, розуміють можливості апаратних і програмних засобів, що можуть бути використані для рішення конкретної задачі протягом визначеного інтервалу часу. Ресурси (засоби, можливості) комп'ютера визначаються:

- характеристиками процесора;

- ємністю внутрішньої і зовнішньої пам'яті;

- характеристиками пристроїв введення і виведення інформації.

Існує кілька схем класифікації операційних систем. Нижче наведена класифікація по деяких ознаках з погляду користувача.

Реалізація багатозадачності

По числу одночасно виконуваних завдань операційні системи можна розділити на два класи: операційний програма забезпечення системний

· багатозадачні (Unix, OS/2, Windows);

· однозадачні (наприклад, MS-DOS).

Багатозадачна ОС, вирішуючи проблеми розподілу ресурсів і конкуренції, повністю реалізує мультипрограмний режим відповідно до вимог роздягнула "Основні поняття, концепції ОС".

Багатозадачний режим, що втілює в собі ідею поділу часу, називається що витісняє (preemptive). Кожній програмі виділяється квант процесорного часу, після закінчення якого керування передається іншій програмі. Говорять, що перша програма буде витиснута. У режимі, що витісняє, працюють користувальницькі програми більшості комерційних ОС.

У деяких ОС (Windows 3.11, наприклад) користувальницька програма може монополізувати процесор, тобто працювати в режимі, що не витісняє. Як правило, у більшості систем не підлягає витисненню код властиво ОС. Відповідальні програми, зокрема завдання реального часу, також не витісняються. Більш докладно про це розказано в лекції, присвяченої плануванню роботи процесора.

По наведених прикладах можна судити про приблизність класифікації. Так, в ОС MS-DOS можна організувати запуск дочірнього завдання й наявність у пам'яті двох і більше завдань одночасно. Однак ця ОС традиційно вважається однозадачною, головним чином через відсутність захисних механізмів і комунікаційних можливостей.

Підтримка багатокористувацького режиму

По числу одночасно працюючих користувачів ОС можна розділити на:

· однокористувацькі (MS-DOS, Windows 3.x);

· багатокористувацькі (Windows NT, Unix).

Найбільш істотна відмінність між цими ОС полягає в наявності в багатокористувацьких системах механізмів захисту персональних даних кожного користувача.

Багатопроцесорна обробка

Аж до недавнього часу обчислювальні системи мали один центральний процесор. У результаті вимог до підвищення продуктивності з'явилися багатопроцесорні системи, що складаються із двох і більше процесорів загального призначення, що здійснюють паралельне виконання команд. Підтримка багатопроцесування є важливою властивістю ОС і приводить до ускладнення всіх алгоритмів керування ресурсами. Багатопроцесорна обробка реалізована в таких ОС, як Linux, Solaris, Windows NT, і ряді інших.

Багатопроцесорні ОС розділяють на симетричні й асиметричні. У симетричних ОС на кожному процесорі функціонує те саме ядро, і завдання може бути виконана на будь-якому процесорі, тобто обробка повністю децентралізована. При цьому кожному із процесорів доступна вся пам'ять.

В асиметричних ОС процесори нерівноправні. Звичайно існує головний процесор (master) і підлеглі (slave), завантаження й характер роботи яких визначає головний процесор.

Системи реального часу

У розряд багатозадачних ОС, поряд з пакетними системами й системами поділу часу, включаються також системи реального часу, що не згадувалися дотепер.

Вони використаються для керування різними технічними об'єктами або технологічними процесами. Такі системи характеризуються гранично припустимим часом реакції на зовнішню подію, протягом якого повинна бути виконана програма, що управляє об'єктом. Система повинна обробляти дані, що надходять, швидше, ніж вони можуть надходити, причому від декількох джерел одночасно.

Настільки тверді обмеження позначаються на архітектурі систем реального часу, наприклад, у них може бути відсутня віртуальна пам'ять, підтримка якої дає непередбачені затримки у виконанні програм.

Питання для закріплення: