Какое программное обеспечение обеспечивает работу пк. Программное обеспечение персонального компьютера. Кто разрабатывает программное обеспечение

ТЕМА 5. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

5.1. Программное обеспечение компьютера. Классификация

Бурное развитие новой информационной технологии и расширение сферы ее применения привели к интенсивному развитию программного обеспечения (ПО). Достаточно отметить, что в 1996 г. мировым сообществом на программное обеспечение затрачено свыше 110 млрд долларов. Причем тенденции развития ПО показывают, что динамика затрат имеет устойчивую тенденцию к росту, примерно 20% в год.
Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.
В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на:

• системные программы (иногда называют базовым программным обеспечением);
• прикладные программы;
• среды программирования.

К системным относятся прежде всего операционные системы и программы, входящие в состав операционной системы (например, драйвера для различных устройств компьютера (от английского слова "drive" - управлять), т.е. программы, управляющие работой устройств: драйвера для сканера, принтера и т.д.). Кроме операционных систем еще относятся обслуживающее программное обеспечение (их ещё называют сервисные или утилиты, от английского слова "utilize" - использовать) для обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и т.д.
К прикладным относятся программы, предназначенные для решения задач в различных сферах деятельности человека (бухгалтерские программы, текстовые и графические редакторы, базы данных, экспертные системы, переводчики, энциклопедии, обучающие, тестовые и игровые программы и т.д.).
К средам программирования относятся инструментальные средства для создания новых программ (ЛОГО, QuickBASIC, Pascal, Delphi и т.д.)

5.2. Системное программное обеспечение. Операционные системы

Операционная система - комплекс программ, постоянно (псевдопостоянно) находящихся в памяти ЭВМ, организующий управление устройствами машины и ее взаимодействие с пользователем (интерфейс). В операционную систему обычно входят следующие программы: стартовая программа, диспетчер (монитор или супервизор) (очередность исполнения программ), редакторы, загрузчики (для ввода программ в ОЗУ), файловая система, административная система (учет ресурсов), а так же базовое программное обеспечение.
Классификацию операционных систем можно проводить:

• по принципу организации пользовательского интерфейса
• по количеству одновременно обрабатываемых задач
• по количеству одновременно работающих пользователей

Нормальная работа операционной системы, а значит и компьютера, зависит от двух основных факторов:
1. Неприкосновенность системных файлов.
2. Оптимальное состояние памяти - наличие как свободного пространства на диске, так и нормальное (нефрагментированное) расположение файлов на диске.
Для достижения оптимального состояния памяти пользователю достаточно знать следующее. Во-первых, во время своей работы большинство программ создают временные файлы, которые самостоятельно не всегда (по различным причинам) удаляют с "винчестера". Такие временные файлы имеют расширение ".tmp". Пользователь может и должен удалять их "вручную", произведя поиск tmp-файлов. Большинство tmp-файлов можно обнаружить в каталогах TMP и TEMP. Во-вторых, время работы с дисками происходят постоянные операции записи и удаления файлов, в результате чего информация на магнитном носителе приобретает фрагментарный характер, что тормозит процесс ее поиска операционной системой. Для устранения проблем фрагментарности диски необходимо периодически дефрагментировать, для чего специалистами разработана масса программ. Операционная система Windows имеет и свою программу дефрагментации "Defrag".
Операционная система (ОС) - комплекс программных средств, который загружается при включении компьютера и обеспечивает:

• загрузку в оперативную память и выполнение всех программ;
• управление ресурсами компьютера (оперативной памятью, процессорным временем, файловой системой, внешними устройствами);
• диалог пользователя с компьютером, предоставляя удобный способ взаимодействия (интерфейс ).

Интерфейс - это совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека.
В зависимости от объектов взаимодействия интерфейс определяют как пользовательский, аппаратный, программный . Например, интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера называют пользовательским интерфейсом, а между аппаратным и программным обеспечением - аппаратно-программный интерфейс.

5.3. Файлы и файловая система

Логическая структура дисков состоит из:

• загрузочной области,
• FAT-области,
• области каталогов,
• области данных.

Основное назначение файлов - хранить информацию. Они также предназначены для передачи данных от программы к программе и от системы к системе. Другими словами, файл - это хранилище стабильных и мобильных данных. Но, файл - это нечто большее, чем просто хранилище данных. Обычно файл имеет имя, атрибуты, время модификации и время создания.
Понятие файла менялось с течением времени. Операционные системы первых больших ЭВМ представляли файл, как хранилище для базы данных и, поэтому файл являлся набором записей. Обычно все записи в файле были одного размера, часто по 80 символов каждая. При этом много времени уходило на поиск и запись данных в большой файл.
В конце 60-х годов наметилась тенденция к упрощению операционных систем, что позволило использовать их на менее мощных компьютерах. Это нашло свое отражение и в развитии операционной системы Unix. В Unix под файлом понималась последовательность байтов. Стало легче хранить данные на диске, так как не надо было запоминать размер записи.
Unix оказал очень большое влияние на другие операционные системы персональных компьютеров. Почти все они поддерживают идею Unix о том, что файл - это просто последовательность байтов. Файлы, представляющие собой поток данных, стали использоваться при обмене информацией между компьютерными системами. Если используется более сложная структура файла (как в операционных системах OS/2 и Macintosh), она всегда может быть преобразована в поток байтов, передана и на другом конце канала связи воссоздана в исходном виде.
Итак, мы можем считать, что файл - это поименованная последовательность байтов, имеющая собственное имя и хранящаяся на внешнем носителе.
Файловая структура представляет собой систему хранения файлов на запоминающем устройстве, например, диске. Файлы организованы в каталоги (иногда называемые директориями или папками). Любой каталог может содержать произвольное число подкаталогов, в каждом из которых могут храниться файлы и другие каталоги.
Способ, которым данные организованы в байты, называется форматом файла .
Для того чтобы прочесть файл, например, электронной таблицы, необходимо знать, каким образом байты представляют числа (формулы, текст) в каждой ячейке; чтобы прочесть файл текстового редактора, надо знать, какие байты представляют символы, а какие шрифты или поля, а также другую информацию.
Программы могут хранить данные в файле таким способом, какой выберет программист. Зачастую предполагается, однако, что файлы будут использоваться различными программами. По этой причине многие прикладные программы поддерживают некоторые наиболее распространенные форматы, так что другие программы могут понять данные в файле. Компании по производству программного обеспечения (которые хотят, чтобы их программы стали "стандартами"), часто публикуют информацию относительно форматов, которые они создали, чтобы их можно было бы использовать в других приложениях.
Все файлы условно можно разделить на две части - текстовые и двоичные.
Текстовые файлы - наиболее распространенный тип данных во всем компьютерном мире. Для хранения каждого символа чаще всего отводится один байт, а кодирование текстовых файлов выполняют с помощью специальных таблиц, в которых каждому символу соответствует определенное число, не превышающее 255. Файл, для кодировки которого используется только 127 первых чисел, называется ASCII-файлом (сокращение от American Standard Code for Information Intercange - американский стандартный код для обмена информацией), но в таком файле не могут быть представлены буквы, отличные от латиницы (в том числе и русские). Большинство национальных алфавитов можно закодировать с помощью восьмибитной таблицы. Для русского языка наиболее популярны на данный момент три кодировки: Koi8-R, Windows-1251 и, так называемая, альтернативная (alt) кодировка. Подробнее о кодировании русского текста рассказано в главе "Обработка документов".
Такие языки, как китайский, содержат значительно больше 256 символов, поэтому для кодирования каждого из них используют несколько байтов. Для экономии места зачастую применяется следующий прием: некоторые символы кодируются с помощью одного байта, в то время как для других используются два или более байтов. Одной из попыток обобщения такого подхода является стандарт Unicode , в котором для кодирования символов используется диапазон чисел от нуля до 65 536. Такой широкий диапазон позволяет представлять в численном виде символы языка людей из любого уголка планеты.
Но чисто текстовые файлы встречаются все реже. Люди хотят, чтобы документы содержали рисунки и диаграммы и использовали различные шрифты. В результате появляются форматы, представляющие собой различные комбинации текстовых, графических и других форм данных.
Двоичные файлы, в отличие от текстовых, не так просто просмотреть и в них, обычно, нет знакомых нам слов - лишь множество непонятных символов. Эти файлы не предназначены непосредственно для чтения человеком. Примерами двоичных файлов являются исполняемые программы и файлы с графическими изображениями.
Файловую систему можно представить в виде дерева, только корень (root) этого дерева находится вверху, а ветви растут вниз. Листья этого дерева и есть файлы, а разветвления - каталоги (директории). На следующем рисунке для изображения файлов используются прямоугольники, а для каталогов - овалы.

В каждом каталоге (разветвлении) может быть много различных файлов и каталогов. В этом смысле каталог выполняет две важные функции: в каталоге хранятся файлы и каталог соединяется с другими каталогами, как ветвь дерева соединяется с другими ветвями. Каждый каталог может содержать множество каталогов, но сам должен быть потомком только одного каталога.
При входе в систему пользователь оказывается в своей домашней директории, в которой он может создавать файлы, удалять их и копировать. Имя, которое дается каталогу или файлу при его создании, не является полным. Полным именем является его путевое имя. В ОС Linux путевое имя состоит из имен всех каталогов, образующих путь к файлу от вершины дерева (/). Эти имена отделяются друг от друга символами "косая черта" (/, "слеш"). Путевые имена даются и файлам. Фактически имя, которым система обозначает файл, представляет собой комбинацию имени файла с именами каталогов, образующих путь от корневого каталога до каталога данного файла.
Путь может быть абсолютным и относительным. Абсолютный путь - это полное имя файла или каталога, начинающееся символом корневого каталога. Относительный путь начинается символом текущего (рабочего) каталога и представляет собой обозначение пути к файлу относительно рабочего каталога.
Информация, содержащаяся на диске, становится доступной для просмотра, загрузки и редактирования при использовании специальных программ - "операционных оболочек" (Norton Comander, Диско командир, Проводник и др.). Наиболее часто встречающейся проблемой при работе с выше названными программами является ошибочное удаление или редактирование программных модулей (файлов с расширением.exe, .com, .dll, .sys, .vxd, .386, .drv) ,- поэтому не следует обращаться к файлам с приведенными выше расширениями через "операционные оболочки", так как работа с данными файлами - это прерогатива исключительно программистов.
Для просмотра файлов с иными расширениями существуют специальные программы, которые правильно отображают формат файла:
Наиболее часто встречающиеся расширения:

Логическая структура диска (как жесткого, так и съемного) предусматривает наличие области каталогов и области файлов. Каталоги в операционных системах семейства WINDOWS представлены папками. Папки (каталоги) могут содержать как следующий уровень каталогов (папок), так и непосредственно файлы. От умелого размещения пользователем данных на диске в системе каталогов зависит качество работы на ПЭВМ, поэтому прежде, чем начинать создавать сложные системы документооборота необходимо продумать структуру каталогов. Как правило, бывает достаточно использовать предметную каталогизацию, однако при значительном увеличении объемов документации возникает необходимость вводить объектное разбиение каталогов. Таким образом, если заранее известно, что количество документов по предметному (тематическому) разбиению сделает работу оператора ПЭВМ неудобной, целесообразным может стать ввести разбиение по объектам, а уже внутри данной системы использовать предметную каталогизацию. Как показывает практика, работа оператора тем продуктивнее, чем продуманнее создана им структура каталогов (папок). Более того, при объектном использовании системы каталогов становится возможным более продуктивно использовать механизм разграничения допуска к информации, хранимой на диске.
Проводник отображает структуру каталогов - в левой части экрана и содержание выбранной папки - в правой части экрана. Для того чтобы отобразить содержание конкретной папки необходимо просто щелкнуть по ней два раза. Выбранные файлами можно:
а) переименовывать - однократный щелчок мышью по имени файла;
б) перемещать и копировать - с помощью приема перетащить (скопировать - удерживая) мышью; используя возможности меню "Правка"; или воспользовавшись специальными кнопками на панели инструментов.
г) создать папку или ярлык (ссылку на программу или документ);
д) найти и прейти к конкретной папке или файлу ("сервис");
е) изменить параметры отображения данных в окне ("сервис" > "параметры");
ж) установить или изменить "трактовку расширений" ("сервис" > "параметры").
В обычном состоянии двойной щелчок по имени файла не приводит ни к каким действиям, только наличие "трактовки расширений" (когда операционной системе сообщено какие расширение соответствуют каким программам) позволяет реализовать данный механизм загрузки документов (программ). Если трактовка расширений не установлена или требуется загрузить документ не в стандартную для него программу, то необходимо загрузить программу двойным щелчком на ее имени, а уже затем из меню программы загружать требуемый документ.
Интерфейс "Проводника" имеет много общего с интерфейсом обычного каталога (отсутствует только меню "Сервис"), поэтому если требуется оперативный доступ к каталогам можно использовать простые папки, которые через "Другие папки" позволяют производить обзор содержимого дисков.

5.4. Служебные программы

Сервисное программное обеспечение - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.
По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на средства:

• улучшающие пользовательский интерфейс;
• защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
• восстанавливающие данные;
• ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:
• средства архивации и разархивации;
• антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены: оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.
Оболочки, являющиеся надстройками над операционными системами (ОС), называются операционными оболочками. Оболочки являются как бы настройками над операционной системой. Утилиты и автономные программы имеют узкоспециализированное назначение и выполняют каждая свою функцию. Но утилиты, в отличие от автономных программ, выполняются в среде соответствующих оболочек. При этом они конкурируют в своих функциях с программами ОС и другими утилитами. Поэтому классификация сервисных средств по их функциям и способам реализации является достаточно размытой и весьма условной. Оболочки предоставляют пользователю качественно новый интерфейс и освобождают его от детального знания операции и команд ОС.
Функции большинства оболочек, например семейства MS-DOS, направлены на работу с файлами и каталогами и обеспечивают быстрый поиск файлов; создание, просмотр и редактирование текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ. Все оболочки обеспечивают ту или иную степень защиты от ошибок пользователя, что уменьшает вероятность случайного уничтожения слайдов.
Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS наиболее популярна оболочка Norton Commander. Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы. Эти утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

• обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т. д.);
• обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);
• создание и обновление архивов;
• предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;
• печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;
• защита от компьютерных вирусов.

Из утилит, получивших наибольшую известность, можно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities. Под программами технического обслуживания понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.
Они включают в себя:

• средства диагностики и тестового контроля правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей с определенной локализацией их в ЭВМ;
• специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы вычислительной системы в очередную производственную смену.

5.5. Компьютерные вирусы. Антивирусные программы

Как уже отмечалось, компьютер работает исключительно под управлением программ (программного обеспечения). Это делает его по-настоящему универсальным устройством, которое может выполнять роль музыкального центра, телевизора, пишущей машинки и т. д. Программы пишут программисты и у некоторых из них появляется желание придумать что-то эдакое. Иногда это невинные шалости, в других случаях они имеют явную зловещую направленность. До тех пор, пока человек, сидящий за компьютером, мог контролировать работу всех программ и знал, что и зачем он запустил, все было нормально. Но потом появились программы, которые, не спрашивая ничьего разрешения, запускались, копировались в разные места диска и "заражали" другие программы (заменяли часть полезного кода рабочей программы своим или изменяли его). С этого момента и нужно начинать разговор о "компьютерных вирусах".
Отдельно хочется подчеркнуть, что практически все вирусы функционируют в операционных системах семейства MS Windows и в MS DOS.
Компьютерным вирусом называется программа (некоторая совокупность выполняемого кода), которая способна создавать свои копии (не обязательно полностью совпадающие с оригиналом) и внедрять их в различные объекты, ресурсы компьютерных систем и сетей без ведома пользователя. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения.
Компьютерные вирусы, как и биологические вирусы, ставят перед собой три задачи - заразить, выполнить, размножиться. Заражается компьютер "снаружи", когда человек запускает на исполнение некую программу, которая либо заражена вирусом (т. е. при ее выполнении запускается и вирус), либо сама является вирусом.
Поведение вирусов разнообразно. Некоторые вирусы просто "осыпали" буквы с экрана монитора или рисовали безобидные рисунки. Такие вирусы считаются наиболее безвредными. Другие могут переименовывать файлы на диске, стирать их. Эти, без сомнения, гораздо опаснее. А вирус "Win95.CIH" может испортить микросхему BIOS компьютера. Трудно сказать, что хуже - потеря информации или выход из строя компьютера.
И, наконец, вирус размножается, то есть дописывает себя везде, где он имеет шанс выполниться. Есть вирусы, которые достаточно один раз запустить, после чего они постоянно при загрузке компьютера активно включаются в работу и начинают заражать все исполняемые файлы.
Появились вирусы, использующие возможности внутреннего языка программ серии Microsoft Office. Они содержаться в файлах, подготовленных в редакторе Word или в электронных таблицах Excel. Для заражения компьютера достаточно открыть такой документ. Так как все больше людей использует Интернет, то последний все чаще становится рассадником заразы. Теперь достаточно зайти на некий сайт и нажать на кнопку формы, чтобы заполучить какой-нибудь вирус.
В последнее время широко распространился вид почтовых вирусов, играющих на любопытстве людей. Например, вам приходит письмо с признанием в любви и приложенными фотографиями. Первое движение - посмотреть содержимое письма. И как результат, - все фотографии и музыка на вашей машине пропали, а вместо них злобный вирус "I Love You" (или подобный ему). Кроме того, он еще и пошлет себя всем, кто записан в вашей адресной книге.
Троянские программы отличаются от вирусов тем, что они вместо разрушительных действий собирают и отправляют по известным им адресам пароли и другую секретную информацию пользователя. Такая программа может давать злоумышленнику полный доступ к вашим программам и данным.
К сожалению, единственный действенный метод не "заразить" компьютер - не включать компьютер вовсе. Можно еще посоветовать ничего не устанавливать и ничего не запускать. Только тогда какой смысл иметь компьютер?
Поэтому широко используются антивирусы - программы, призванные обнаруживать и удалять известные им "нехорошие программы". Наиболее представительными являются DrWeb, Antiviral Tolkit Pro (AVP), ADInf. При использовании таких программ главное - постоянное обновление антивирусных баз.
И все-таки очень важно не запускать неизвестно что. Или установить антивирусный монитор (который отличается от антивирусного сканера , занимающегося тотальной проверкой файлов). Когда вы запускаете тот же DrWeb на проверку дисков - это антивирусный сканер. А в комплекте с ним идет некий Spider - вот это антивирусный монитор.
Однако при борьбе с вирусами не стоит впадать в крайность и стирать все подряд. При этом вы можете случайно удалить важные системные файлы, что приведет к невозможности работы на компьютере. На этом построено действие "психологических" вирусов, рассчитанных именно на то, что пользователь своими руками разрушит систему.
Основные признаки появления в системе вируса:

• замедление работы некоторых программ;
• увеличение размеров файлов (особенно выполняемых), хотя это достаточно сложно заметить (попробуйте Adinf);
• появление не существовавших ранее "странных" файлов, особенно в каталоге Windows или корневом;
• уменьшение объема доступной оперативной памяти;
• внезапно возникающие разнообразные видео и звуковые эффекты;
• заметное снижение скорости работы в Интернете (вирус могут передавать информацию по сети);
• жалобы от друзей (или провайдера) о том, что к ним приходят непонятные письма - вирусы любят рассылать себя по почте.

В операционной системе Linux вирусы в были выявлены только в лабораторных условиях. Несмотря на то, что некоторые образцы Linix-вирусов действительно обладали всеми необходимыми способностями к размножению и автономной жизни, ни один из них так и не был зафиксирован в "диком" виде. Использование ОС Linux защищает от вирусов гораздо лучше, чем любые антивирусные программы в MS Windows.

5.6. Системы программирования

Транслятором языка программирования называется программа, осуществляющая перевод текста программы с языка программирования в (как правило) машинный код.
Комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования. В системе программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ. В зависимости от способа перевода с входного языка (языка программирования) трансляторы подразделяются на компиляторы и интерпретаторы. В компиляции процессы трансляции и выполнения программы разделены во времени. Сначала компилируемая программа преобразуется в набор объектных модулей на машинном языке, которые затем собираются (компонуются) в единую машинную программу, готовую к выполнению и сохраняемую в виде файла на магнитном диске. Эта программа может быть выполнена многократно без повторной трансляции.
Интерпретатор осуществляет пошаговую трансляцию и немедленное выполнение операторов исходной программы: каждый оператор входного языка программирования транслируется в одну или несколько команд машинного языка, которые тут же выполняются без сохранения на диске. Таким образом, при интерпретации программа на машинном языке не сохраняется и поэтому при каждом запуске исходной программы на выполнение ее нужно (пошагово) транслировать заново. Главным достоинством интерпретатора по сравнению с компилятором является простота.
Входной язык программирования называется языком высокого уровня по отношению к машинному языку, называемому языком низкого уровня.
Особое место в системе программирования занимают ассемблеры, представляющие собой комплекс, состоящий из входного языка программирования ассемблера и ассемблер-компилятора. Ассемблер представляет собой мнемоническую (условную) запись машинных команд и позволяет получить высокоэффективные программы на машинном языке. Однако его использование требует высокой квалификации программиста и больших затрат времени на составление и отладку программ.
Наиболее распространенными языками программирования являются: Pascal, Basic, C++, Fortran и др. Тенденции развития - появление языков четвертого поколения типа Visual Basic.

5.7. Архивация

Архиватор - это программа, которая сжимает файл или группу файлов в один архивный файл с целью уменьшения их размера. При этом не теряется ни бита информации, и любой файл можно из архива извлечь. Что дает архивация? Во-первых, экономия места на диске, во-вторых, на дискете можно перенести большой объем информации, в-третьих, есть возможность пересылать большие файлы по электронной почте.
Наиболее известные архиваторы - это архиваторы ZIP, ARJ, RAR, GZIP, LHA, HA, ACE. Архив, созданный тем или иным архиватором, имеет расширение, соответствующее названию архиватора. Например, расширение файла archive.rar говорит о том, что он был создан с помощью архиватора RAR.
Архиваторы различаются возможностями и качеством сжатия, которое зависит также и от типа сжимаемых данных. Некоторые архиваторы лучше работают с одними типами данных, но плохо показывают себя с другими. Создать универсальный архиватор невозможно. К важным функциям архиваторов относят создание многотомных архивов и самораспаковывающихся архивов.
Многотомные архивы - это архивы, разбитые на несколько отдельных файлов. Их применяют, когда необходимо перенести большой объём информации на дискетах: на каждую дискету помещается отдельный том архива. При извлечении данных из многотомного архива архиватор будет последовательно обрабатывать том за томом, и запрашивать смену дискеты.
Самораспаковывающиеся архивы используются в тех случаях, когда необходимо перенести информацию на другой компьютер, но неизвестно, установлен ли там соответствующий архиватор. Самораспаковывающийся архив представляет собой исполняемый (.EXE) файл, который включает в себя заархивированные данные и программу для их распаковки.
Как иллюстрацию сжатия информации рассмотрим пример одного из способов сжатия. Допустим, есть такая строчка символов: "АААААААБББББВВВВВВВВВВГГГГГГ". Длина такой строчки - 28 символов. Но в ней очень много повторяющихся одинаковых символов, поэтому можно просто записать количество повторений и сам повторяющийся символ, в результате получится следующее: "7А5Б10В6Г". Строчка стала занимать всего 9 символов, т.е. сократилась более чем в три раза!
Разумеется, такой метод сжатия будет работать не для всех данных, например, возьмём такую строчку: "АБВБГАБГВАВГБАГ". Её длина - 15 символов. Если мы применим к ней тот же метод, то её длина увеличится вдвое: "1А1Б1В1Б1Г1А1Б1Г1В1А1В1Г1Б1А1Г". Отсюда следует важный вывод: один и тот же алгоритм сжатия для одних исходных данных сокращает их размер, а для других может и увеличить.
Алгоритмов сжатия данных существует великое множество. Некоторые алгоритмы подходят для одних типов данных, другие - для других. Хорошо сжимаются простые растровые изображения, не содержащие большого количества деталей (.BMP, .PSD и др.). Коэффициент сжатия во многом зависит от используемого алгоритма и сложности изображения. Например, чёрно-белое изображение чертёжного качества может быть сжато даже в сотню раз, цветные рисунки - в пять-десять раз, а цветные изображения высокого фотографического качества сжимаются менее чем в два раза. Хорошо сжимаются текстовые файлы (.TXT, .DOC, .PAS и др.). Если файл содержит текст, написанный на естественном языке, например, повесть или рассказ, то коэффициент сжатия будет равен двум-трём, а если в файле записан текст программы, то коэффициент сжатия может достигать пяти и выше. Коэффициент сжатия исполняемых файлов(.EXE, и др.) также сильно колеблется, однако, в среднем он равен примерно трём.
В отношении звука (.WAV, .AU), использование универсальных методов сжатия редко даёт хорошие результаты - звуковой файл сокращается всего на 20-40%. То же самое касается и высококачественных изображений, имеющих много деталей. Поэтому для этих типов изображений используются специальные методы сжатия, особо хорошие результаты дают так называемые алгоритмы сжатия с потерями . Одна из идей этих алгоритмов состоит в том, что человеческий глаз и ухо не очень восприимчивы к некоторым мелким деталям изображения или звука, поэтому лишнюю информацию можно просто отбросить. Разумеется, кроме отбрасывания лишней информации, используются и другие алгоритмы, в результате чего достигается несравнимый коэффициент сжатия при минимальных потерях качества (с точки зрения восприятия человека). Такой подход используется в файлах формата JPEG, предназначенного для хранения статичных изображений и MPEG, предназначенного для хранения видео- и аудиоинформации. Сегодня особенно популярны такие форматы, как MPEG-3 (или MP3), предназначенный для хранения аудиоинформации и позволяющий достигнуть десятикратного сжатия почти без потери качества, и MPEG-4, используемый для хранения видеофильмов.
Плохо архивируются, либо вообще увеличиваются в размере файлы, данные в которых уже сжаты, в том числе архивы (.RAR, .ZIP, .ARJ и др.), графические файлы тех форматов, которые имеют собственное сжатие (.GIF, .JPG, .PNG и др.), аудиофайлы (.MP3), видеофайлы (.MPG, .AVI и др.), самораспаковывающиеся архивы (.EXE).

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие "программное обеспечение". Виды программного обеспечения.
2. Понятие "операционная система". Развитие операционных систем.
3. Виды операционных систем. Состав операционных систем.
4. Особенности ОС Windows. Основные объекты и приемы управления в ОС Windows.
5. Работа с файловой системой в ОС Windows.
6. Компоненты (структура) DOS. Этапы загрузки DOS.
7. Работа с файловой системой в DOS.
8. Операционные оболочки. Работа с файлами и каталогами в операционной оболочке Norton Commander.
9. Программное обеспечение общего назначения. Вирусы и средства антивирусной защиты.
10. Программное обеспечение общего назначения. Архивация данных. (Winrar)

Программное обеспечение (англ. s oftware ) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств и определяет сферу применения компьютера.

ПО современных компьютеров включает множество разнообразных программ, которое можно условно разделить на три группы (рис. 3.1):

1. Системное программное обеспечение (системные программы);

2. Прикладное программное обеспечение (прикладные программы);

3. Инструментальное обеспечение (инструментальные системы).

Системное программное обеспечение (СПО) – это программы, управляющие работой компьютера и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ.

Центральное место среди системных программ занимают операционные системы (англ. operating systems ). Операционная система (ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления работой ПЭВМ с момента включения до момента выключения питания. Она загружается автоматически при включении компьютера, ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и программам удобный способ общения – интерфейс – с устройствами компьютера. Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.

ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, OS/2, Unix, Windows 9х, Windows XP.

Сервисные системы расширяют возможности ОС по обслуживанию системы, обеспечивают удобство работы пользователя. К этой категории относят системы технического обслуживания, программные оболочки и среды ОС, а также служебные программы.

Системы технического обслуживания – это совокупность программно-аппаратных средств ПК, которые выполняют контроль, тестирование и диагностику и используются для проверки функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе работы компьютера. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации и ремонту технических средств компьютера.

Для организации более удобного и наглядного интерфейса пользователя с компьютером используются программные оболочки операционных систем – программы, которые позволяют пользователю отличными от предоставляемых ОС средствами (более понятными и эффективными) осуществлять действия по управлению ресурсами компьютера. К числу наиболее популярных оболочек относятся пакеты Norton Commander (Symantec ), FAR (File and Archive manageR) (Е.Рошаль ).

Служебные программы (утилиты, лат. utilitas – польза) – это вспомогательные программы, предоставляющие пользователю ряд дополнительных услуг по реализации часто выполняемых работ или же повышающие удобство и комфортность работы. К ним относятся:

 программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют более плотно записывать информацию на дисках, а также объединять копии нескольких файлов в один, так называемый, архивный файл (архив);

 антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения;

 программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

 программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

 программы для записи компакт-дисков;

 драйверы – программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению устройствами ввода/вывода, оперативной памятью и т.д. При подключении к компьютеру новых устройств необходимо установить соответствующие драйверы;

 коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами и др.

Некоторые утилиты входят в состав операционной системы, а некоторые поставляются на рынок как самостоятельные программные продукты, например, многофункциональный пакет сервисных утилит Norton Utilities (Symantec ).

Прикладное программное обеспечение (ППО) предназначено для решения задач пользователя. В его состав входят прикладные программы пользователей и пакеты прикладных программ (ППП) различного назначения.

Прикладная программа пользователя – это любая программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Пакеты прикладных программ (ППП) – это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией. Различают следующие типы ППП:

 ППП общего назначения – универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации широкого класса задач пользователя. К ним относятся:

Текстовые редакторы (например, MS Word, Word Perfect, Лексикон);

Табличные процессоры (например, MS Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro);

Системы динамических презентаций (например, MS Power Point, FreelanceGraphics, Harvard Graphics);

Системы управления базами данных (например, MS Access, Oracle, MS SQL Server, Informix);

Графические редакторы (например, Сorel Draw, Adobe Photoshop);

Издательские системы (например, Page Maker, Venture Publisher);

Системы автоматизации проектирования (например, BPWin, ERWin);

Электронные словари и системы перевода (например, Prompt, Сократ, Лингво, Контекст);

Системы распознавания текста (например, Fine Reader, Cunei Form).

Системы общего назначения часто интегрируются в многокомпонентные пакеты для автоматизации офисной деятельности – офисные пакеты – Microsoft Office, StarOffice и др.

 методо-ориентированные ППП , в основе которых лежит реализация математических методов решения задач. К ним относятся, например, системы математической обработки данных (Mathematica, MathCad, Maple), системы статистической обработки данных (Statistica, Stat).;

 проблемно-ориентированные ППП предназначены для решения определенной задачи в конкретной предметной области. Например, информационно-правовые системы ЮрЭксперт, ЮрИнформ; пакеты бухгалтерского учета и контроля 1С: Бухгалтерия, Галактика, Анжелика; в области маркетинга –Касатка, Marketing Expert; банковская система СТБанк;

 интегрированные ППП представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, персональный менеджер (органайзер), электронную таблицу, систему управления базами данных, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. К ним относят, например, MS Works. Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.

Обычно пакеты прикладных программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать их к специфике предметной области.

К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования – для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов , обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор , а также библиотеки подпрограмм ; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, Visual Basic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования , например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных ErWin и другие.

Транслятор (англ. translator – переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы.

Компилятор (англ. compiler – составитель, собиратель) читает всю программу целиком , делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.

Интерпретатор (англ. interpreter – истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой . Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.