Программное обеспечение персонального компьютера

Программное обеспечение (ПО) это совокупность программ (программы – это упорядоченные последовательности команд), обеспечивающих управление аппаратными средствами и выполнение задач по обработке информации.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Несмотря на то что мы рассматриваем эти две категории раздельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь, и раздельное их рассмотрение является по меньшей мере условным.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть, мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. В общем случае можно выделить четыре уровня программного обеспечения по взаимодействию с аппаратными средствами (см. рис. 2.6.), причем каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих [1].

Рис. 2.6.

Базовое программное обеспечение отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовое ПО хранится в специальных микросхемах, называемых ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), не подлежит изменению и начинает выполняться автоматически сразу после включения питания компьютера.

Системное программное обеспечение является связующим звеном, обеспечивающим взаимодействие всех пользовательских или прикладных программ с ПО базового уровня и аппаратурой. От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные характеристики всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием, Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называют драйверами устройств – они входят в ПО системного уровня.

Служебное программное обеспечение взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения и улучшения функций системных программ.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк – от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

По назначению программное обеспечение условно можно разделить на следующие классы (рис. 2.7.):

Рис. 2.7. Виды программного обеспечения.

- системное программное обеспечение,

- система программирования,

- прикладное программное обеспечение,

- уникальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение организует процесс обработки информации в компьютере. Главную часть системного программного обеспечения составляет операционная система. Основное назначение операционной системы — управление процессом обработки информации в ЭВМ и организация связи пользователя с ЭВМ. Операционная система — это главная программа для компьютера, она загружается при его включении.

В состав системного программного обеспечения входят также средства контроля и диагностики неисправностей в процессе работы ЭВМ, во время профилактики, при выходе ее из строя. Эти средства реализуются разнообразными способами. Программы диагностики и контроля обеспечивают автоматический поиск ошибки с указанием неисправного блока. Программы тестового контроля после включения компьютера проверяют функционирование отдельных его узлов.

Система программирования позволяет разрабатывать программы на удобном символическом языке, а не в машинных кодах. Символические языки подразделяются на машинно-ориентированные языки, в которых отражена структура данного компьютера, и на алгоритмические языки, программирование на которых ведется безотносительно к конкретному типу компьютера. В зависимости от специфики решаемых задач пользователь применяет соответствующий символический язык. В систему программирования входят трансляторы (интерпретаторы и компиляторы) — программы, обеспечивающий автоматический перевод с символического языка на машинный язык.

Прикладное программное обеспечение составляют те программы, ради которых существует компьютер, Основное назначение прикладных программ — решать задачи пользователя. Прикладное программное обеспечение состоит из пакетов прикладных программ и библиотек стандартных программ.

Пакет прикладных программ — это комплекс программ, предназначенных для решения определенного класса задач. Основное назначение пакетов прикладных программ — дать пользователю средство обработки информации.

Библиотеку стандартных программ составляют: часто используемые программы вычисления функций (например, l g x, sin x, e^x), решения стандартных задач (например, систем алгебраических и дифференциальных уравнений) распространенные операции обработки данных (например, сортировка массива по определенному признаку). Составление подобных программ достаточно трудоемкое дело, поэтому они разработаны заранее и хранятся в постоянной или внешней памяти. В программе, написанной на алгоритмическом языке, пользователю достаточно записать имя функции и значение аргумента, чтобы началось вычисление этой функции, Это очень удобное средство, так как не надо думать, каким способом, и какой программой реализовать данную функцию.

Уникальное программное обеспечение — комплекс программ, предназначенный для решения специализированных задач.