Програмне забезпечення

РОЛЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ, ЙОГО КЛАСИФІКАЦІЯ

Одна з причин, чому комп’ютерні технології так швидко проникли в усі сфери нашого життя, полягає в тому, що комп’ютер & універсальним пристроєм, тобто він може використовуватися для виконання широкого кола завдань, пов’язаних із обробкою, зберіганням та передаванням інформації. Забезпечується ця універсальність завдяки такій складовій комп’ютерних систем, як програмне забезпечення (ПЗ).

Під програмним забезпеченням розуміють сукупність комп’ютерних програм і даних, які містять інструкції для комп’ютера стосовно того, що та як він має робити.

Комп’ютер є програмованим пристроєм. Це означає, що він усе робить у відповідності до програми. Відразу після виготовлення комп’ютер не містить жодних програм і фактично не може працювати. На такий комп’ютер встановлюють (інсталюють) певне програмне забезпечення, і воно, а також програми, з якими комп’ютер може працювати через мережу, визначають, які завдання можна б}'де виконувати з його допомогою.

Встановлені програми зберігаються на зовнішніх пристроях комп’ютера та в його постійній пам’яті. Щоб комп’ютер почав працювати згідно з тією чи іншою програмою, її потрібно запустити на виконання. Це може бути зроблено в автоматичному режимі (наприклад, після увімкнення комп’ютера) або вручну користувачем, який клацає на ярлик програми. Після цього програма і потрібні їй дані зчитуються з диска та завантажуються в оперативну пам’ять. Центральний процесор послідовно зчитує програму з пам’яті та обробляє інструкції, що в пій містяться.

Зазначимо, що користувачеві може бути доступне програмне забезпечення, розміщене не лише на його комп’ютері, айв мережі (зокрема, в Інтер-неті) — звичайно, за умови, що його комп’ютер підключено до цієї мережі.

За час існування комп’ютерної техніки було розроблено дуже багато різноманітного програмного забезпечення. Залежно від призначення його поділяють на прикладне, системне та інструментальне (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Класифікація програмного забезпечення

ПРИКЛАДНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Прикладне програмне забезпечення призначене для виконання певних завдань користувача та зазвичай розраховане на безпосередню взаємодію з ним.

Сьогодні існує велике розмаїття прикладних програм. Серед них с окремі спеціалізовані програми (медіапрогравачі, браузе-ри, відеоредактори тощо), набори (пакети) програм (Microsoft Office — для офісних працівників, Adobe Suite — для дизайнерів), великі системи для керування цілими підприємствами і виробничими процесами (SAP R3).

СИСТЕМНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Зазвичай прикладне програмне забезпечення не здатне працювати без системного програмного забезпечення, до якого належать операційна система, драйвери та утиліти.

Операційна система (ОС) — це набір програм, який забезпечує зв’язок між пристроями і прикладними програмами та керує пристроями, обчислювальними процесами і ресурсами.

Операційна система виконує такі завдання, як завантаження програм в оперативну пам’ять, їх виконання, забезпечення доступу до пристроїв введеиня-виведепня, керування оперативною пам’яттю і доступом до даних на жорстких дисках. Операційна система також надає інтерфейс користувача.

Вона є ключовим компонентом комп’ютерної системи, який утворює прошарок між прикладними програмами та апаратним забезпеченням.

Проте не всім обчислювальним пристроям потрібна операційна система. Наприклад, без неї працюють мікрокомп’ютери, вбудовані в побутові прилади, автомобілі, мобільні телефони. Ці пристрої постійно виконують лише одну програму, яка запускається на виконання, коли їх вмикають. Багато ігрових приставок також не потребують операційної системи, оскільки при ввімкненні вони запускають програму з картриджа або компакт-диска.

Необхідність в операційній системі виникає, коли обчислювальна система мас виконувати багато завдань та коли користувачу потрібно надати можливість керувати виконанням окремих програм.

Сьогодні найпоширенішими операційними системами для настільних комп’ютерів і серверів є Windows та UNIX/Linux різних версій. Для мобільних пристроїв і планшетиих ПК також розроблено спеціальні операційні системи, представниками яких є Android та Windows Mobile.

Найчастіше операційні системи класифікують за такими ознаками:

за цільовим пристроєм — існують операційні системи для потужних комп’ютерів-серверів, для персональних комп’ютерів, мобільних пристроїв;

за кількістю програм, що виконуються одночасно, — розрізняють однозадачні та багатозадачні операційні системи;

за типом інтерфейсу — з текстовим інтерфейсом і графічним;

за кількістю розрядів даних, що обробляються одночасно — ця класифікація ґрунтується па розрядності процесорів. Скористатися перевагами більшої розрядності можна за умови, що ОС та прикладні програми розроблені спеціально для процесора з такою розрядггістю.

СКЛАДОВІ ОПЕРАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ

Операційна система мас такі складові:

•    ядро, що містить планувальник, який керує розподілом ресзфсів;

•    драйвери пристроїв, які допомагають керувати обладнанням;

•    мережева підсистема;

•    файлова система;

•    системні бібліотеки;

•    оболонка з утилітами (інтерфейс користувача).

Одні з цих складових постійно перебувають в оперативній пам’яті комп’ютера, поки він працює, інші завантажуються і запускаються на виконання лише за потреби.

Зауважимо, що операційна система — дуже складний програмний продукт, який потребує обережного ставлення. Тому не видаляйте файлів, призначення яких вам невідоме, не порушуйте процес завантаження системи і пе змінюйте налаштування, якщо не впевнені в резз'льтаті.

Важливою складовою операційної системи є драйвери — спеціалізовані програми, з допомогою яких забезпечується достзгп програм до апаратного забезпечення.

До системного програмного забезпечення відносять також утиліти — програми, призначені для виконання таких завдань, як захист від вірусів, запис даних на компакт-диски, догляд за жорстким диском, моніторинг роботи комп’ютера, точне настроювання його параметрів тощо.

Проте такий поділ програмного забезпечення за призначенням не є однозначним. Наприклад, браузер Internet Explorer, який, без сумніву, належить до прикладних програм, є невід’ємною складовою операційної системи Windows, а деякі програми запису компакт-дисків, які загалом вважаються утилітами, мають стільки додаткових фзчікцій, що їх можна віднести до прикладних програм.

Звичайні користувачі безпосередньо не взаємодіють з такими компонентами операційпої системи, як ядро або системні бібліотеки, натомість із файловою системою та інтерфейсом користувача стикаються повсякчас.

ФАЙЛОВА СИСТЕМА

Ви, звичайно, знаєте, що файлом називають іменовану сукупність даних, яка зберігається па зовнішньому запам’ятовуючому пристрої і пересилається та обробляється як єдине ціле. Файл може містити програму, числові дані, текст, закодоване зображення тощо.

Порядок, що визначає спосіб організації, зберігання та іменування файлів на носіях даних, називають файловою системою.

Забезпечують такий порядок відповідні програми, які входять до складу операційної системи. Зазначимо, що поняття файлової системи застосовується не лише до комп’ютерів, а й до інших оснащених пристроями зберігання пристроїв (цифрових камер, мобільних телефонів, електронних книжок тощо).

Файлова система

•    Організовує кластери у файли і каталоги.

•    Відслідковує, які кластери зайняті, вільні або пошкоджені.

•    Відслідковує призначення імен файлам.

•    Надає можливість впорядковувати файли за каталогами.

•    Надає засоби для керування файлами (видалення, копіювання тощо).

•    Забезпечує шифрування файлів.

•    Надає можливості керувати доступом до файлів.

•    Надає програмам засоби для запису даних у файли.

Одне із завдань файлової системи — забезпечити ефективне використання фізичного простору носія. Це досягається завдяки тому, що фізично файли розташовуються на ньому не суцільними великими масивами, а невеликими блоками — кластерами. Такий підхід дозволяє уникнути ситуації, коли внаслідок видалення файла на диску утворюється порожній простір і його не можна заповнити, оскільки неможливо підібрати файл, що мас такий самий обсяг. Під час зберігання файла на диску саме драйвери файлової системи забезпечують такий його запис.

Файлова система (рис. 2.13) також визначає довжину імені файла, допустимі в іменах символи, максимально можливий обсяг файла, набір його атрибутів (властивостей).

Для впорядкування файлів на пристроях файлова система падає можливість створювати структури каталогів. У системі Windows їх називають папками (за аналогією з канцелярськими папками). Каталог — це іменований об’єкт файлової системи, який може містити файли та інші каталоги.

Загалом існує понад п’ятдесят файлових систем, які різняться підходами до іменування файлів, методами організації їх у каталоги та додатковими можливостями, такими як шифрування файлів чи встановлення обмежень на доступ до них.

ФОРМАТУВАННЯ НОСІЇВ ДАНИХ

Файлова система перед першим використанням носія мас відповідним чином його підготувати, зокрема визначити, в якій ділянці розміщуватиметься перелік файлів і каталогів та якими будуть кластери. З цією метою нові носії з магнітним способом запису завжди піддають форматуванню.

Форматування — це розмітка пристроїв зберігання файловою системою.

Розмітка носіїв з лазерним способом запису виконується під час запису даних на них. Формату-ють також пристрої, па яких вже є дані. При цьому можливі такі варіанти:

•    повиє форматування — передбачає повторну розмітку диска, а тому всі дані, що містяться па ньому знищуються;

•    швидке форматування — очищуються кореневий каталог і таблиці розміщення файлів, дані в кластерах залишаються, а отже, існує можливість їх відновлення.

Практично кожному користувачеві доводиться форматувати свою флешку, а тому розглянемо послідовність дій.

1.    Вставити флешку в роз’єм порту USB.

2.    Відкрити віїшо Мій комп’ютер.

3.    У контекстному меню флеш-накопичувача вибрати команду Форматувати... .

4.    У вікні Форматувати задати параметри форматування (рис. 2.14).

5.    Натиснути кнопку Почати. Потім натиснути кнопку Закрити.

Висновки

Залежно від призначення програмне забезпечення поділяють на прикладне, системне та інструментальне.

Прикладне програмне забезпечення не здатне працювати без системного програмного забезпечешія, до якого належать операційна система, драйвери & утиліти.

Операційна система — це набір програм, який забезпечує зв’язок між пристроями і прикладними програмами та керує пристроями, обчислювальними процесами і ресурсами.

Драйвери — спеціалізовані програми, з допомогою яких забезпечується доступ програм до апаратного забезпечення.

Утиліти — програми, призначені для виконання таких завдань, як захист від вірусів, запис даних на компакт-диски, догляд за жорстким диском, моніторинг роботи комп’ютера, точне настроювання його параметрів тощо.

Порядок, що визначає спосіб організації, зберігання та іменування файлів на носіях даних, називають файловою системою.

Форматування — це розмітка пристроїв зберігання файловою системою.

Контрольні запитання та завдання

1.    Що таке програмне забезпечешія комп’ютера? Яку раль воно відіграє?

2.    Перелічіть види прикладного програмного забезпечення. Наведіть приклади.

3.    Яке програмне забезпечення вважається системним?

4.    Які складові операційної системи? Яка роль кожної з них?

5.    Які завдання виконує файлова система?

6.    Яке призначення мас операція форматування носія даних?

1. Чому програму MS Excel можна віднести до прикладного програмного забезпечення?

2*. Чому, па вашу думку, спостерігається поступове стирання відмінностей між настільними та мобільними ОС?

3^е*. Чому планшетні ПК постачаються із встановленою ОС?

І Завдання для досліджень

1. З’ясзщте, чи встановлено на вашому мобільному пристрої ОС. Якщо так, то яку.

2*. Знайдіть інформацію про операційну систему Linux. Які переваги та недоліки мас ОС Linux порівняно з Windows?

3“\ З’ясзште, що таке хмарні обчислення. Де використовзчоть що технологію?

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Казанцева