Программное обеспечение ПК

Цель: изучить создание, структуру и методы проектирования программ; структуру программного обеспечения; принципы алгоритмизации.

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня. Самый низкий уровень программного обеспечения — базовое программное обеспечение BIOS (отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами, хранится в микросхемах ПЗУ) Системный уровень — переходной. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие программ с программами базового уровня, то есть выполняют «посреднические» функции. Например, при подключении нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием, такие программы называют драйверами. Программы системного уровня отвечают за взаимодействие с пользователем, то есть благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой, получать результат. Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы.

Служебный уровень — программы обслуживания операционной системы. К этому уровня относятся все сервисные программы, называемые утилитами (архиваторы, антивирусные программы, программы проверки диска и т. д.).

Прикладной уровень — программы для решения конкретных прикладных программ (например, Microsoft Word, Microsoft Access, 1С: Бухгалтерия и т. д.).

Файл — это поименованная область на диске, имеющая уникальное имя. Имя файла может содержать от 1 до 8 символов для DOS и от 1 до 255 символов для Windows. Расширение описывает содержание файла.

*.exe, *.com, *.bat — исполнимые файлы Каталог (папка) — это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размерах файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов. Папки и файлы образуют иерархическую структуру, которая называется файловой структурой.

Программа — упорядоченная последовательность команд компьютера, составленная для решения задачи.

Процесс создания программы можно представить схематично в виде последовательности действий:

Постановка задачи — алгоритм решения — программирование — отладка программы — программный продукт.

Постановка задачи — обобщенный термин, который определяет исходные и выходные условия решаемой задачи.

Алгоритм — система инструкций, определяющая процесс преобразования исходных данных (входная информация) в результат решения поставленной задачи (выходная информация).Алгоритм — это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Свойства алгоритмов:

• — дискретность — возможность разбиения процесса обработки информации на более простые этапы;
• — определенность — однозначность выполнения отдельного шага преобразования информации;
• — выполнимость (результативность) — возможность получения желаемого результата при заданной входной информации за конкретное число шагов;
• — универсальность (массовость) — пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

Программирование — это решение задачи средствами конкретного языка программирования и оформление полученных результатов в виде программы.

Отладка программы — процесс обнаружения и устранения ошибок в программе, производимой по результатам ее тестирования на компьютере.

Программный продукт — комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной задачи.

Алгоритмы подразделяются на:

• — линейные — наборы команд, выполняемых последовательно во времени друг за другом;
• — разветвляющиеся — алгоритмы, содержащие хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов;
• — циклические — алгоритмы, предусматривающие многократное повторение одного и того же действия над новыми исходными данными.

Способы представления алгоритмов.

• 1. Словесно-формульное описание — на естественном языке с использованием математических формул.
• 2. Графическое описание в виде блок-схемы — набор связанных между собой геометрических фигур. Для обозначения шагов решения в виде схемы алгоритма используются специальные обозначения:

Таблица 1

Программа — это набор машинных команд, которые следует выполнить для реализации алгоритма. Команды, поступающие в процессор по его шинам, на самом деле являются электрическими сигналами, то есть их можно представить как совокупность нулей и единиц. Разным командам соответствуют разные числа. Поэтому программа, с которой работает процессор, представляет собой последовательность чисел, называемую машинным кодом. Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру служат языки программирования. Текст программы обрабатывается специальными служебными программами, которые называются трансляторами. С помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст, описывающий ранее разработанный алгоритма. Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код (для этого служат программы-компиляторы), либо поочередно выполнять команды языка (программы-интерпретаторы.

Разновидности программирования:

• — объектно-ориентированное — центральным является понятие класса (множество объектов, обладающих определенными свойствами);
• — структурноесосредотачивается на процессе разделения программы на логические части, называемые модулями, и последовательное программирование каждой части.

Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня. Языком самого низкого уровня является язык ассемблера.