Разработка урока информатики по теме "Программное обеспечение ЭВМ. Классификация ПО"

Приложение 1

Проверочная работа по теме «Программное обеспечение».

ВАРИАНТ 1

1. На какие уровни можно разбить все программное обеспечение?

2. Программы какого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением?

3. К программам какого уровня относятся средства сжатия данных, средства диагностики, средства коммуникации?

4. Запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер, называется………………

5. Для чего предназначены средства сжатия данных?

6. Распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней – это ………………..

7. Какие программы относятся к средствам коммуникации?

8. Какие текстовые редакторы вам известны? Записать названия.

9. К какому классу программ относится приложение MS Excel?

10. Каковы основные функции текстовых редакторов?

11. Как называют средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных?

12. Программное обеспечение какого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных)?

Проверочная работа по теме «Программное обеспечение».

ВАРИАНТ 2

1. Запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер называют ………………

2. Что такое междупрограммный интерфейс?

3. Какой уровень программного обеспечения является низшим?

4. Программы какого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением?

5. Программы какого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня?

6. Как называют программы, предназначенные для создания архивов?

7. К какому классу программ относятся Internet Explorer, E-mail (электронная почта)?

8. Как называют средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных?

9. Программное обеспечение какого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи?

10. Каковы основные функциями текстовых редакторов?

11. Приведите примеры текстовых редакторов.

12. Приведите пример электронных таблиц.

ОТВЕТЫ

Проверочная работа по теме «Программное обеспечение». ВАРИАНТ 1

1. На какие уровни можно разбить все программное обеспечение? (Базовый уровень)

2. Программы какого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением? (Системный уровень)

3. К программам какого уровня относятся средства сжатия данных, средства диагностики, средства коммуникации? (Служебный уровень)

4. Запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер, называется…(Программа)

5. Для чего предназначены средства сжатия данных? (Для создания архивов с целью экономии места на диске)

6. Распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней – это… (Междупрограммный интерфейс)

7. Какие программы относятся к средствам коммуникации? (Internet Explorer, E-mail)

8. Какие текстовые редакторы вам известны? Записать названия. (WordPad, Блокнот)

9. К какому классу программ относится приложение MS Excel? (Электронные таблицы)

10. Каковы основные функции текстовых редакторов? (ввод и редактирование текстовых данных)

11. Как называют средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных? (Средства компьютерной безопасности)

12. Программное обеспечение какого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных)? (Прикладной уровень)

Проверочная работа по теме «Программное обеспечение». ВАРИАНТ 2

1. Запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер называется…(Программа)

2. Что такое междупрограммный интерфейс? (Распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней)

3. Какой уровень программного обеспечения является низшим? (Базовый уровень)

4. Программы какого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением? (Системный уровень)

5. Программы какого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня? (Служебный уровень)

6. Как называют программы, предназначенные для создания архивов? (Средствами сжатия данных)

7. К какому классу программ относятся Internet Explorer, E-mail (электронная почта)? (к средствам коммуникации)

8. Как называют средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных? (Средства компьютерной безопасности)

9. Программное обеспечение какого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи? (Прикладной уровень)

10. Каковы основные функциями текстовых редакторов? (ввод и редактирование текстовых данных)

11. Приведите примеры текстовых редакторов (WordPad, Блокнот)

12. Приведите пример электронных таблиц (MS Excel)

2

Приложение 1

Лекция: Программное обеспечение

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.

Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер. Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами.

Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому, относительно работы на компьютере часто используют термин программное обеспечение (software), под которым понимают совокупность программ, процедур и правил, а также документации, касающихся функционирования системы обработки данных.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня.

Междупрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамиду, где каждый высший уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней. Схематично структура программного обеспечения приведена на рис. 1.

Базовый уровень

Комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных).

Классификация прикладного программного обеспечения:

1. Текстовые редакторы

2. Текстовые процессоры

3. Графические редакторы (растрове, векторные, редакторы трехмерной графики)

4. Системы управления базами данных (СУБД)

5. Электронные таблицы

6. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы)

7. Настольные издательские системы

8. Редакторы HTML (Web-редакторы)

9. Браузеры (средства просмотра Web-документов)

10. Системы автоматизированного перевода (электронные словари, программы автоматического перевода)

11. Интегрированные системы делопроизводства

12. Бухгалтерские системы

13. Финансовые аналитические системы

14. Экспертные системы

15. Геоинформационные системы (ГИС)

16. Системы видеомонтажа

17. Инструментальные языки и системы программирования (трансляторы : интерпретаторы, компиляторы)

Базовый уровень является низшим уровнем программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации.

Системный уровень

Автоматизация работ по проверке и настройке компьютерной системы, улучшение функций системных программ.

Классификация служебных программных средств:

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры)

2. Средства сжатия данных (архиваторы).

3. Средства диагностики.

4. Программы инсталляции (установки).

5. Средства коммуникации.

6. Средства просмотра и воспроизведения

7. Средства компьютерной безопасности

Системный уровень - является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему, можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Наличие ядра операционной системы - это первое условие для возможности практической работы пользователя с вычислительной системой. Ядро операционной системы выполняет такие функции: управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.

Служебный уровень

Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

Классификация служебных программных средств

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С их помощью выполняется большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение, переименование файлов, создание каталогов (папок), уничтожение объектов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства содержатся в составе программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой (Например: Пуск-Программы-Проводник для среды Windows, операционные оболочки Far, Norton Commander и т.п.)

2. Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивные файлы имеют повышенную плотность записи информации и, соответственно, эффективнее используют носители информации (Пример программ-архиваторов: WinRAR, ZIP и др.).

3. Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Их используют для исправления ошибок и для оптимизации работы компьютерной системы (Пример: ScanDisk, Defrag).

4. Программы инсталляции (установки). Предназначены для контроля за добавлением в текущую программную конфигурацию нового программного обеспечения. Они следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей, утерянных во время уничтожения определенных программ. Простые средства управления установлением и уничтожением программ содержатся в составе операционной системы, но могут использоваться и дополнительные служебные программы (можно воспользоваться командой: Пуск-Настройка-Установка и удаление программ).

5. Средства коммуникации. Разрешают устанавливать соединение с удаленными компьютерами, передают сообщения электронной почты, пересылают факсимильные сообщения и т.п.(например: Internet explorer, E-mail и т.д.).

6. Средства просмотра и воспроизведения. Преимущественно, для работы с файлами, их необходимо загрузить в "родную" прикладную программу и внести необходимые исправления. Но, если редактирование не нужно, существуют универсальные средства для просмотра (в случае текста) или воспроизведения (в случае звука или видео) данных (пример: Winamp Agent – прослушивание музыкальных файлов, Imaging – просмотр графики, Media Player – просмотр видеоклипов).

7. Средства компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. Средства пассивной защиты - это служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Средства активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение (например: DrWeb И.Данилова, ADINF Д.Мостового, AVP Е.Касперского). Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения используют специальные системы, базирующиеся на криптографии.

Прикладной уровень

Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычислительной системы, доступность прикладных программ и широта функциональных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных в ее ядро и взаимодействии комплекса человек-программа-оборудование.

Классификация прикладного программного обеспечения

1. Текстовые редакторы. Основные функции - это ввод и редактирование текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. С этого класса прикладных программ начинают знакомство с программным обеспечением и на нем приобретают первые привычки работы с компьютером (пример: WordPad, Блокнот и т.д.).

2. Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформлять текст. Основными средствами текстовых процессоров являются средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования. Современный стиль работы с документами имеет два подхода: работа с бумажными документами и работа с электронными документами. Приемы и методы форматирования таких документов различаются между собой, но текстовые процессоры способны эффективно обрабатывать оба вида документов (пример: MS Word).

3. Графические редакторы. Широкий класс программ, предназначенных для создания и обработки графических изображений. Различают три категории:

• растровые редакторы;

• векторные редакторы;

• 3-D редакторы (трехмерная графика).

В растровых редакторах графический объект представлен в виде комбинации точек (растров), которые имеют свою яркость и цвет. Такой подход эффективный, когда графическое изображение имеет много цветов и информация про цвет элементов намного важнее, чем информация про их форму. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. Применяют для обработки изображений, создания фотоэффектов и художественных композиций (пример: MS Paint, Adobe Photoshop).

Векторные редакторы отличаются способом представления данных изображения. Объектом является не точка, а линия. Каждая линия рассматривается, как математическая кривая ІІІ порядка и представлена формулой. Такое представление компактнее, чем растровое, данные занимают меньше места, но построение объекта сопровождается пересчетом параметров кривой в координаты экранного изображения, и соответственно, требует более мощных вычислительных систем. Широко применяются в рекламе, оформлении обложек полиграфических изданий (пример: Corel Draw).

Редакторы трехмерной графики используют для создания объемных композиций. Имеют две особенности: разрешают руководить свойствами поверхности в зависимости от свойств освещения, а также разрешают создавать объемную анимацию (пример: 3D Xara, Autocad).

4. Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Основные функции СУБД:

• создание пустой структуры базы данных;

• наличие средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;

• возможность доступа к данным, наличие средств поиска и фильтрации.

В связи с распространением сетевых технологий, от современных СУБД требуется возможность работы с отдаленными и распределенными ресурсами, которые находятся на серверах Интернета (пример: MS Access, DBASE).

5. Электронные таблицы. Предоставляют комплексные средства для хранения разных типов данных и их обработки. Основной акцент смещен на преобразование данных, предоставлен широкий спектр методов для работы с числовыми данными. Основная особенность электронных таблиц состоит в автоматическом изменении содержимого всех ячеек при изменении отношений, заданных математическими или логическими формулами.

Широкое применение находят в бухгалтерском учете, анализе финансовых и торговых рынков, средствах обработки результатов экспериментов, то есть в автоматизации регулярно повторяемых вычислений больших объемов числовых данных (пример: MS Excel).

6. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме графических работ, разрешают проводить простые расчеты и выбор готовых конструктивных элементов из существующей базы данных (пример: Autocad).

Особенность CAD-систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил. САПР являются необходимым компонентом для гибких производственных систем (ГВС) и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

7. Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс верстки полиграфических изданий. Издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействия текста с параметрами страницы и графическими объектами, но имеют более слабые возможности по автоматизации ввода и редактирования текста. Их целесообразно применять к документам, которые предварительно обработаны в текстовых процессорах и графических редакторах (пример: PageMaker).

8. Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. Предназначены для создания и редактирования Web-страниц Интернета. Программы этого класса можно использовать при подготовке электронных документов и мультимедийних изданий (пример: Home Site, Front Page).

9. Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, созданных в формате HTML. Восроизводят, кроме текста и графики, музыку, человеческий язык, радиопередачи, видеоконференции и разрешают работать с электронной почтой.

10. Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка.

Электронные словари - это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст.

Программы автоматического перевода используют текст на одном языке и выдают текст на другом, то есть автоматизируют перевод. При автоматизированном переводе невозможно получить качественный исходный текст, поскольку все сводится к переводу отдельных лексических единиц. Но, для технического текста, этот барьер снижен.

Программы автоматического перевода целесообразно использовать:

• при абсолютном незнании иностранного языка;

• при необходимости быстрого ознакомления с документом;

• для перевода на иностранный язык;

• для создания черновика, который потом будет подправлен полноценным переводом.

11. Интегрированные системы делопроизводства. Средства для автоматизации рабочего места руководителя. В частности, это функции создания, редактирования и форматирования документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация работы подразделов, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка оперативной и справочной информации.

12. Бухгалтерские системы. Имеют функции текстовых, табличных редакторов и СУБД. Предназначены для автоматизации подготовки начальных бухгалтерских документов предприятия и их учета, регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, приемлемой для налоговых органов, внебюджетных фондов и органов статистического учета (пример: 1С-бухгалтерия).

13. Финансовые аналитические системы. Используют в банковских и биржевых структурах. Разрешают контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, торговых рынках и рынках сырья, выполнять анализ текущих событий, готовить отчеты.

14. Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний и выдачи результатов, при запросе пользователя. Такие системы используются, когда для принятия решения нужны широкие специальные знания. Используются в медицине, фармакологии, химии, юриспруденции. С использованием экспертных систем связана область науки, которая носит название инженерии знаний.

Инженеры знаний - это специалисты, являющиеся промежуточным звеном между разработчиками экспертных систем (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами).

15. Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическим или аэрографическими методами.

16. Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, монтажа, создания видеоэффектов, исправления дефектов, добавления звука, титров и субтитров. Отдельные категории представляют учебные, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью являются повышенные требования к мультимедийной составляющей.

17. Инструментальные языки и системы программирования. Эти средства служат для разработки новых программ. Компьютер "понимает" и может выполнять программы в машинном коде. Каждая команда при этом имеет вид последовательности нулей и единиц. Писать программы на машинном языке крайне неудобно. Поэтому программы разрабатываются на языке, понятном человеку (инструментальный язык или алгоритмический язык программирования), после чего, специальной программой, которая называется транслятором, текст программы переводится (транслируется) на машинный код.

Трансляторы бывают двух типов:

• интерпретаторы,

• компиляторы.

Интерпретатор читает один оператор программы, анализирует его и сразу выполняет, после чего переходит к обработке следующего оператора.

Компилятор сначала читает, анализирует и переводит на машинный код всю программу и только после завершения всей трансляции эта программа выполняется.

Инструментальные языки делятся на языки низкого уровня (близкие к машинному языку) и языки высокого уровня (близкие к человеческим языкам). К языкам низкого уровня принадлежат ассемблеры, а высокого - Pascal, Basic, C/C++, языки баз данных и т.д. В систему программирования, кроме транслятора, входит текстовый редактор, компоновщик, библиотека стандартных программ, отладчик, визуальные средства автоматизации программирования. Примерами таких систем являются Delphi, Visual Basic, Visual C++, Visual FoxPro и др.

Приложение3

Контрольные вопросы

1. Что принято понимать под термином «software»?

2. На какие уровни делится программное обеспечение?

3. Совокупность программ какого уровня образовывают ядро операционной системы?

4. Какие функции выполняет ядро операционной системы?

5. Для чего предназначены программы базового уровня?

6. Какие классы программ служебного уровня вы знаете?

7. С помощью программ какого класса можно осуществлять ввод, редактирование и оформление текстовых данных?

8. Какие вы знаете категории графических редакторов?

9. В каких случаях целесообразно использовать системы автоматизированного перевода?

10. Что такое интерпретатор и компилятор? Какая между ними разница?

Программное обеспечение компьютера

Программное обеспечение компьютера - это вся совокупность программ, хранящихся в его долговременной памяти.

Междупрограммный интерфейс - это распределение ПО на несколько связанных между собой уровней.

Каждый высший уровень базируется на ПО предыдущих уровней.

Прикладной уровень

Системный уровень

Служебный уровень

Базовый уровень

Программное обеспечение компьютера

Операционные системы: Windows, Linux и др.

Системы программирования: Visual Basic, Delphi

Файловые менеджеры: Total Commander, FAR.

Системное программное обеспечение

Антивирусные программы: Dr Web, Антивирус Касперского, NOD32

Приложения общего назначения: текстовые, графические редакторы, др.

Прикладное программное обеспечение

Игры: логические, стратегические, имитаторы-тренажёры, др.

Программы для обучения: электронные учебники, репетиторы и др.

Приложения специального назначения: бухгалтерские программы

Системное программное обеспечение

• Базовое (ОС, драйверы устройств, программы-оболочки)

• Служебное (сервисное): программы проверки работоспособности ПК, программы настройки параметров ПК, антивирусные программы, архиваторы, др.

Диспетчеры файлов, файловые менеджеры

Системное программное обеспечение

Операционная система - базовая и необходимая составляющая системного программного обеспечения, обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Задачи операционных систем

• Обеспечение совместного функционирования всех аппаратных устройств компьютера (для этого существуют драйверы устройств).
• Предоставление доступа к ресурсам компьютера (пользователь может запускать программы, выполнять операции с файлами, печатать документы и т. д.)

Системное программное обеспечение

Драйверы устройств – специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств, поставляются с операционными системами для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без них система работать не может.

Программы оболочки – программы (файловые менеджеры), предоставляющие интерфейс пользователя для работы с файлами (их создание, редактирование, перемещение и др. операции).

Системное программное обеспечение

Служебные программы (утилиты) – специальные программы для решения вспомогательных задач (дефрагментации, проверке и исправлению структуры разделов жёсткого диска, исправлению системных ошибок др.).

Антивирусные программы – программы для защиты от повреждения файлов из-за компьютерных вирусов.

Системы программирования – программы, позволяющие программистам разрабатывать прикладные программы.

Прикладное программное обеспечение

Приложения – это прикладные программы, позволяющие пользователю обрабатывать текстовую, графическую числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.

Калькуляторы

электронные таблицы: Excel

текстовые редакторы: Блокнот, Word.

Приложения общего назначения

Графические редакторы: Paint, Photoshop

Звуковые редакторы: Звукозапись

Программы разработки презентаций: PowerPoint

Базы данных и СУБД: Access

Коммуникационные программы: Internet Explorer