Глава 3. Программные средства реализации информационных процессов

Программные средства обеспечения

Совокупность программ и сопровождающей их документации, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением (ПО) (software), которое можно классифицировать на системное и прикладное. Программное обеспечение, необходимое для управления компьютером, для создания и поддержки выполнения других программ пользователя, а также для предоставления пользователю набора всевозможных услуг, называется системным программным обеспечением (system software). В прикладном ПО можно выделить операционные системы, сервисные системы, программно-инструментальные средства и системы технического обслуживания.

Операционная система

Операционная система (ОС) – комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) и предоставлению пользователям сервисных средств, облегчающих работу на ПК (Рис 3.1.)

Вычислительная система – взаимосвязанная совокупность аппаратных средств и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации и удобства работы с ней.

Рис. 3.1. Состав операционных систем

История создания и развития операционных систем

Ниже представлено краткое описание некоторых ОС:

· Стандарт СР/М;

· ОС типа DOS;

· Стандарт MSX;

· ОС, основанные на графическом интерфейсе;

· Пи-система;

· ОС семейства UNIX;

· Операционная система Linux;

· операционные системы Windows.

1. Начало созданию операционных систем для микро-ЭВМ положила ОС СР /М, разработанная в 1974 году. Была установлена на многих 8-разрядных машинах. В рамках этой операционной системы было создано программное обеспечение, включающее трансляторы (текстовые процессоры) с языков Бейсик, Паскаль, Си, Фортран, Кобол, Лисп, Ада, табличные процессоры, системы управления базами данных, графические пакеты, символьные отладчики и другие проблемно ориентированные программы.

Транслятор – программа, переводящая программу пользователя с внешнего языка программирования в последовательность инструкций ПК (машинные команды). Практически для всех языков высокого уровня существуют два типа трансляторов – компилятор и интерпретатор, причем для большинства языков существует несколько вариантов трансляторов.

Для разработки и отладки программ используют инструментальные средства – символьные отладчики, компоновщики и другие сервисные системы, необходимые для разработки сложных программ.

2. ОС типа DOS сталадоминирующей с появлением 16-разрядных ПЭВМ. С момента появления в 1981 году DOS распространилась настолько широко, что считается самой популярной в мире ОС.

3. MSX-DOS разработана для школьных ПЭВМ. Согласно стандарту она

совместима с СР/М и с DOS и поддерживала обширное программное обеспечение, разработанное для СР/М, и одновременно ориентировалась на новые разработки, связанные с DOS.

4. В начале и середине 80-х годов появились машины с графическими возможностями – Macintosh и Amiga. Операционные системы для этих машин были спроектированы так, чтобы максимально использовать возможности работы с графикой. В них впервые использовался многооконный интерфейс и манипулятор «мышь».

5. В начальный период развития персональных компьютеров была создана операционная система USCD p-system. Основу этой системы составляла так называемая П(Пи)-машина – программа, эмулирующая гипотетическую универсальную вычислительную машину. П-машина имитирует работу процессора, памяти и внешних устройств, выполняя специальные команды, называемые П-кодом. Программные компоненты Пи-системы (в том числе компиляторы) составлены на П-коде, прикладные программы также компилируются в П-код. Главная отличительная особенность системы – минимальная зависимость от особенностей аппаратуры ПЭВМ. Это обеспечило переносимост ь системы на различные типы машин. Недостатком данной системы являлся преимущественно интерпретационный режим исполнения прикладных программ, что влекло существенное замедление работы.

6. UNIX – операционная система, которая позволяет работать в многопользовательском и многозадачном режиме. Поначалу предназначалась для больших ЭВМ и требовала большого объёма ОЗУ и дискового пространства. Главной отличительной чертой этой системы – ее модульность и обширный набор системных программ. Система UNIX органически сочетается с языком Си, на котором написано более 90 % ее собственных модулей. Командный язык системы практически совпадает с языком Си, что позволяло легко комбинировать различные программы при создании больших прикладных систем.

Операционные системы Windows

• Windows 95;

• Windows NT (NT —New Technology);

• Windows 98;

• Windows 2000 Professional;

• Windows XP («eXPerience» – опыт);

• Windows CE (Consumer Electronics);

• Windows Mobile;

• Windows Vista;

• Windows Seven;

• Windows Ten;

Файловая система Windows.

Файловая система – система файлов и каталогов на диске, а также совокупность средств для работы с ними.

Файл – поименованная область на диске.

Каталог – группа файлов.

На диске создается древовидная, иерархическая структура файлов и каталогов:

• каталог, включенный в другой каталог как единое целое, называется

подкаталогом;

• каталог, в который включены другие каталоги, называется родительским;

• существует один и только один каталог, называемый корневым (или

просто корнем), который не имеет родительского каталога;

• в структуре дерева существует единственный путь от данного каталога к

каждому из его подкаталогов.

В операционной системе Windows наиболее распространены файловые системы FAT (и модификации) и NTFS (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Система управления файлами

Файловая система FAT (File Allocation Table) представляет собой систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Таблица размещения файлов и корневой каталог располагаются по строго фиксированным адресам.

Том, отформатированный для использования файловой системы FAT, размечается по кластерам. При использовании файловой системы FAT номер кластера должен иметь длину не более 16 бит. Размеры кластеров по умолчанию в зависимости от размера тома приведены в табл. 3.1. При необходимости пользователь имеет возможность при форматировании тома FAT указать другой размер кластера.

Таблица 3.1. Примеры форматирования тома.

Размер раздела, Мбайт	Количество секторов на кластер	Размер кластера, кбайт
0 – 32		0,5
33 – 64
65 – 128
129 – 255
256 – 511
512 – 1023
1024 – 2047
2048 – 4986

 

Рис. 3.3 Структура тома FAT

Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает более высокую производительность, надежность и совместимость, чем файловая система FAT. Разрабатывалась NTFS с целью обеспечения скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления продвинутых возможностей, включая восстановление поврежденной файловой системы на больших дисках. Кроме того, NTFS обладает характеристиками защищенности, которые необходимы на мощных файловых серверах и высокопроизводительных компьютерах в корпоративных средах.

Файловая система NTFS, как и FAT, использует кластеры в качестве фундаментальной единицы дискового пространства. В NTFS размер кластера по умолчанию зависит от размера тома. Программа Disk Administrator позволяет устанавливать размер кластера до 4 Кб.

Состав Microsoft Office

Microsoft Office – пакет приложений, созданный корпорацией Microsoft для операционных систем Microsoft Windows и Apple Mac OS X. В состав этого пакета входит программное обеспечение для работы с различными типами документов: текстами, электронными таблицами, базами данных и др. Microsoft Office поставляется в нескольких редакциях. Отличия редакций в составе пакета и цене. Наиболее часто используемые приложения приводятся ниже.

· Microsoft Office Word – текстовый процессор;

· Microsoft Office Excel – табличный процессор;

· Microsoft Office PowerPoint – приложение для подготовки

презентаций;

· Microsoft Office Access – приложение для управления базами данных;

· Microsoft Office Outlook (не путать с Outlook Express) — персональный коммуникатор;

· Microsoft Office InfoPath – приложение для сбора данных и управления ими — упрощает процесс сбора сведений;

· Microsoft Office Communicator предназначено для организации всестороннего общения между людьми;

· Microsoft Office Publisher – приложение для подготовки публикаций;

· Microsoft Office Visio – приложение для работы с бизнес-диаграммами и техническими диаграммами и позволяет преобразовывать концепции и обычные бизнес-данные в диаграммы;

· Microsoft Office Project – управление проектами;

· Microsoft Query – просмотр и отбор информации из баз данных;

· Microsoft Office OneNote – приложение для записи заметок и управления ими;

· Microsoft Office Groove 2007 – приложение для поддержки совместной работы;

· Microsoft Office SharePoint Designer – инструмент для построения приложений на платформе Microsoft SharePoint и адаптации узлов SharePoint;

· Microsoft Office Picture Manager – приложение для работы с рисунками;

· Microsoft Office Diagnostics – диагностика и восстановление поврежденных приложений Microsoft Office.

Далее будет дана краткая информация о некоторых приложениях Microsoft Office.

Несколько слов о Microsoft Word:

Microsoft Word (часто – MS Word, WinWord или просто Word) – это текстовый процессор, предназначенный для создания, просмотра и редактирования текстовых документов, с локальным применением простейших форм таблично-матричных алгоритмов. Текстовый процессор выпускается корпорацией Microsoft в составе пакета Microsoft Office. Первая версия написана Ричардом Броди для IBM PC Word для MS-DOS, в 1983 году. Позднее выпускались версии для Apple, Macintosh (1984), SCO UNIX и Microsoft Windows (1989). Как и прочие приложения из Microsoft Office, Word может расширять свои возможности посредством использования встроенного макроязыка. Сначала использовался Word Basic, с версии Word 97 применяется VBA – Visual Basic for Application. Однако это предоставляет широкие возможности для появления вирусов (так называемые «макровирусы»). Наиболее ярким примером была эпидемия «червя» Melissa. Первым вирусом, заражавшим документы Microsoft Word, был DMV, созданный в декабре 1994 года Джоном Мак Намарой для демонстрации возможности создания макровирусов. Первым же вирусом, вызвавшим первую в мире эпидемию макровирусов (июль-август 1995 года), был Concept. В связи с этим рекомендуется выставлять наивысший уровень настроек безопасности при использовании Word, для чего установить меню: «Tools>Macro>Security», или «Сервис>Макрос>Безопасность…» – в русских версиях). Также рекомендуется использовать антивирусное программное обеспечение.

Microsoft Office Excel

В 1982 году Microsoft запустила на рынок первый электронный табличный процессор Multiplan, который был популярен на CP/M системах, но на MS-DOS системах он уступал Lotus 1-2-3. Первая версия Excel для Windows была выпущена в ноябре 1987 года. Программа Excel с 1988 года начала обходить по продажам Lotus 1-2-3, что в конечном итоге помогло Microsoft достичь позиций ведущего разработчика программного обеспечения. Текущая версия для платформы Windows – Excel 12, также известная как Microsoft Office Excel 2007.

В сравнении с первыми табличными процессорами Excel предоставляет множество новых функций пользовательского интерфейса, но суть остается прежней: как и в программе-родоначальнике VisiCalc, ячейки расставляются в строки и столбцы и могут содержать данные или формулы с относительными и абсолютными ссылками на другие клетки.

Excel был первым табличным процессором, позволявшим пользователю менять внешний вид таблицы (шрифты, символы и внешний вид ячеек). Он также первым представил метод умного пересчета ячеек, когда обновляются только те ячейки, которые зависят от измененных ячеек (раньше табличные процессоры либо постоянно пересчитывали все ячейки или ждали команды пользователя).

Visual Basic for Application (VBA)

Начиная с 1993 года, в состав Excel входит Visual Basic для приложений (VBA) – язык программирования, основанный на Visual Basic,. VBA является мощным дополнением к приложению. Можно создать VBA-код, повторяющий действия пользователя и, таким образом, автоматизировать простые задачи. VBA позволяет создавать формы для общения с пользователем. Более поздние версии дают возможность использовать элементы объектно-ориентированного программирования.

Функциональность VBA делала Excel легкой мишенью для макровирусов, поэтому фирма Microsoft добавила возможность выбора режима безопасности.

Несколько слов о Power Point:

Идея Power Point появилась у Боба Гаскинса (студента университета Беркли), который в 1984 году вместе с разработчиком фирмы Forethought Деннисом Остином создали программу Presenter, затем переименованную на Power Point. Позже, в 1987 году Forethought и ее продукт были куплены Microsoft за 14 млн $. В 1990 году вышла версия дляWindows.C 1990 года PowerPoint стал стандартом в наборе программ Microsoft Office.

В 2002 году вышла версия PowerPoint, которая не только включена в пакет Microsoft Office XP, но также распространялась как отдельный продукт. Версия Power Point 2007 привносит основные изменения в интерфейс программы и увеличивает графические возможности. Это позволило Power Point стать наиболее распространенной во всем мире программой для создания презентаций.