РОЛЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В ОРГАНІЗАЦІЇ РОБОТИ КОМП'ЮТЕРА - Інформатика - Уроки, реферати, виховні роботи та багато іншого - Обмін досвідом


Форма входу

Вітаю Вас Гість!

Пошук

чат

200

Наше опитування

Чи потрібне зовнішнє оцінювання
Усього відповідей: 235

Статистика


Усього онлайн: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
Головна » Стаття » Інформатика

РОЛЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В ОРГАНІЗАЦІЇ РОБОТИ КОМП'ЮТЕРА

РОЛЬ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В ОРГАНІЗАЦІЇ РОБОТИ КОМП'ЮТЕРА

Вивчивши цю тему, ви дізнаєтесь про:

– поняття алгоритму і програми та різниця між ними;

– для чого потрібне програмне забезпечення;

– види програмного забезпечення;

– призначення системного програмного забезпечення;

– призначення прикладного програмного забезпечення;

– призначення інструментарію програмування.

АЛГОРИТМ І ПРОГРАМА

Комп'ютер як будь-який складний об'єкт складається з декількох взаємозалежних різнотипних об'єктів, що, у свою чергу, складаються з більш простих об'єктів і так далі. Кожен об'єкт сам по собі призначений для виконання визначених функцій. Ви вже знаєте, що:

– за допомогою клавіатури вводять дані і команди, що наказують комп'ютеру виконання визначених дій;

– монітор відображає що вводиться і виведену інформацію;

– принтер роздруковує інформацію.

Однак усе це стає можливим тільки при спільній роботі всіх пристроїв, що складають комп'ютер. З подібною ситуацією ви зустрічаєтеся на кожному кроці, використовуючи той чи інший пристрій, механізм, машину, апаратуру і т.д.

Уявіть собі легковий автомобіль, що складається з безлічі пристроїв і деталей: колеса, двигун, система енергоживлення, корпус. Самі по собі вони не можуть реалізувати своє призначення, але якщо їх об'єднати у визначену структуру і задати правила виконання необхідних дій, то автомобіль перетвориться з купи заліза в об'єкт, що може пересуватися в просторі. Будь-який об'єкт живої і неживої природи діє за визначеними правилами, що називають алгоритмами.

Алгоритм – опис послідовності дій (план), строге виконання яких приводить до вирішення поставленої задачі.

Звідки з’явилося це слово?

Більш як 1000 років тому в Багдаді, великому науковому центрі Сходу, жив абу Джафар Мухаммед ибн Муса аль-Хорезмі. Він став автором книги по математиці, що протягом декількох сторіч користувалася широкою популярністю. У ній аль-Хорезмі сформулював правила чотирьох арифметичних дій над багатозначними числами. При перекладі на латинь ім'я автора переробили в Algorithm (Алгоритми). У книзі аль-Хорезмі приводилися методи розв’язання різних задач. Спираючись на них, європейці згадували: «Так говорив Алгоритмі...» Згодом методи рішення задач стали називати алгоритмами.

Дії комп'ютера теж повинні підкорятися визначеним алгоритмам. Алгоритм дій комп'ютера являє собою систему правил, що визначають процес перетворення вихідних даних у результат, у ньому повинні бути передбачені всі ситуації, що можуть виникнути в цьому процесі. Але цього недостатньо, ще необхідно ці правила поведінки перетворити в таку форму, щоб будь-яка апаратна частина комп'ютера змогла їх зрозуміти. Тільки після цього комп'ютер оживе, усі його пристрою зможуть виконувати свої функції.

Такою формою представлення алгоритму, що визначає правила поведінки комп'ютера, є програма. Програма містить інструкції (команди) мовою, зрозумілою комп'ютеру. Вона повідомляє комп'ютеру, як треба обробляти дані для одержання бажаного результату. Усе різноманіття функцій комп'ютера, будь-яка його дія задається програмою. Комп'ютер без програм – як людина без душі, без почуттів, без думок. Це марний мотлох, купа заліза. Програми роблять його вашим помічником, іншому, порадником, партнером по іграх. Приведемо два рівнозначних визначення програми.

Програма – алгоритм представлений мовою, зрозумілою комп'ютеру.

Програма – упорядкована послідовність команд (інструкцій), необхідних комп'ютеру для вирішення поставленої задачі. Програма повинна мати ім'я.

Кожен алгоритм може бути реалізований різними програмами, що співпадають лише в головному.

Чим це пояснюється? Багато об'єктів в оточуючому нас світі, у залежності від обставин, виступають у ролі виконавців, тобто об'єктів, які для виконання дій по програмі використовують свої інструменти і способи відповідно до заздалегідь складеного алгоритму. Кожен такий об'єкт-виконавець має методи й інструменти.

Для будь-якого об'єкта алгоритм – орієнтований план дій без обліку його особливостей. Програма – це реальні дії, які повинен виконувати конкретний об'єкт відповідно до заданого алгоритму. Зрозуміло, що будь-який об'єкт має у своєму арсеналі інструменти, за допомогою яких він буде виконувати цей алгоритм. Ці інструменти можуть збігатися в деяких об'єктів, а можуть не збігатися. Звідси і різні програми, що реалізують той самий алгоритм.

Щоб зрозуміти це, спробуємо проаналізувати одну із знайомих вам ситуацій, спираючи при цьому на поняття об'єкта, його характерних властивостей і дій. Припустимо, ви хочете з другом у теплий літній день трішки поїздити на велосипеді. Як ви поступите, аби збулося ваше бажання в житті? Спочатку ви напевно складете алгоритм, тобто план ваших дій. Представимо ваш алгоритм як послідовність нумерованих дій.

1. Ви дістаєте карту місцевості, прокладаєте майбутній маршрут і обговорюєте тривалість подорожі.

2. Продумуєте перелік необхідних продуктів, що ви візьмете з собою: воду, хліб, цукерки, печиво і т.д.

3. Продумуєте, як вам потрібно підготувати велосипед: змазати мастилом, накачати колеса, закріпити болти і т.д.

4. Визначаєте перелік необхідних вам речей, наприклад купальний одяг, вудку, м'яч і т.д.

Що ж це, якщо не алгоритм ваших дій? Чим ретельніше ви підійдете до підготовки вашої подорожі, тим менше несподіванок зустрінеться у вас на шляху. Якими будуть ваші дії? Якими будуть дії вашого друга?

Отже, ви виробили загальний алгоритм, але кожен з вас має власне представлення про те, як його виконувати.

І от нарешті прийшов час відправлення в дорогу. Розглянемо, як ви будете виконувати запланований в алгоритмі пункт підготовки продуктів. Припустимо, один з вас піде в магазин, попередньо взявши в мами гроші, і купить усе необхідне. Інший відправиться на кухню і дістане з холодильника та з шафи те, що є. Як бачите, той самий пункт алгоритму кожен розуміє і реалізує по-своєму.

А як ви будете готувати велосипед? Можливо, один з вас попросить допомогти кого-небудь зі старших. Можливо, обоє ви будете самостійно готувати велосипед, але знов-таки кожен буде це робити, застосовуючи свій власний досвід і знання. Те ж саме стосується і речей. Більш акуратний – покладе усі в поліетиленові пакети. Інший – просто покидає речі в рюкзак.

Навіть з цього простого прикладу ви вже зрозуміли, наскільки сильно реальне втілення того самого алгоритму залежить від того, хто його буде виконувати. У розглянутій ситуації і ви, і ваш друг є виконавцями придуманого вами плану – алгоритму. Будь-яке розпорядження алгоритму-плану ви перетворили в конкретну дію і виконали його так, як це розумієте і вмієте.

Повернемося в комп'ютерну область. За аналогією з описаною ситуацією розберемо призначення алгоритму і програми для комп'ютера, що стосовно людини буде об'єктом-виконавцем. Людина спочатку продумує, як повинен діяти комп'ютер для досягнення бажаного результату, і представляє передбачуваний план дій комп'ютера у вигляді алгоритму. Далі цей алгоритм необхідно перетворити у форму, зрозумілу комп'ютеру, тобто, спираючись на доступні комп'ютеру команди, скласти програму дій комп'ютера. Такий процес називається програмуванням, а люди, що його виконують, – програмісти.

Потім програмі дається ім'я, і вона заноситься в пам'ять. Комп'ютер почне виконувати дії по цій програмі в той момент, коли ви задасте йому команду запуску (виконання).

КЛАСИФІКАЦІЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Усі програми, що використовуються в комп'ютері прийнято називати програмним забезпеченням. Програмне забезпечення створює на комп'ютері визначене середовище роботи і містить інструментарій, за допомогою якого можна створювати комп'ютерні об'єкти. Розмаїття середовищ визначається

розмаїттям програмного забезпечення.

Програмне забезпечення – всі програми, що використовує комп’ютер.

 

В житті всі об'єкти можна згрупувати по визначених ознаках і скласти собі представлення про те, де можна використовувати представників даної групи (класу). Те ж саме можна зробити і стосовно комп'ютерних програм.

Для того щоб ясно розуміти, де і яку програму варто використовувати для перетворення інформації й одержання бажаного результату, необхідно мати представлення про наявні їхні різновиди. Усе програмне забезпечення в залежності від виду створюваного ним середовища прийнято розділяти на три класи (мал. 2.7): системне, прикладне і середовище програмування. Розглянемо особливості кожного середовища.

Системне середовище

Системне програмне забезпечення є необхідним елементом комп'ютера. Це комплекс програм, що забезпечує взаємодію людини і всіх пристроїв, програм комп'ютера. Якщо ви включили комп'ютер і при цьому на екрані не відбувається ніяких змін, хоча всі пристрої включені, то це говорить про відсутність у ньому системних програм. Чим досконаліше системне програмне забезпечення, тим комфортніше ми почуваємо себе в системному середовищі.

Найважливішою системною програмою є операційна система, що звичайно зберігається на жорсткому диску. При включенні комп'ютера її основна частина переписується з жорсткого диска у внутрішню пам'ять і знаходиться там протягом усього сеансу роботи комп'ютера. Операційна система забезпечує:

– виконання прикладних програм;

– керування пам'яттю, процесором і всіма зовнішніми пристроями;

– контакт людини з комп'ютером.

До найбільш відомих операційних систем відносяться: Windows 98, Windows NT, MS DOS, Unix.

Крім операційної системи, до системного програмного забезпечення відносяться різні комплекси програм, що призначені для виконання особливих функцій, відмінних від функцій операційної системи. Наприклад, має широке поширення комплекс програм Norton Commander чи Windows 3.1(11), що використовуються разом з операційною системою MS DOS. Ці програми, називають оболонками, створюють більш зручне середовище роботи, ніж операційна система.

Прикладне середовище

Кожне прикладне середовище призначене для створення і дослідження визначеного виду комп'ютерного об'єкта. Наприклад, для створення графічного об'єкту призначене середовище графічного редактора, для роботи з текстом – середовище текстового редактора і т.д.

Створення конкретного прикладного середовища здійснюється комплексом прикладних програм, які часто називають пакетом прикладних програм (ППП). Усі наявні на комп'ютері прикладні програми складають прикладне програмне забезпечення.

Прикладні програми можуть працювати тільки за умови, що в комп'ютері вже встановлена операційна система (системне середовище). Прикладні програми в середовищі операційної системи Windows називають додатками. Найбільшою популярністю користаються наступні групи прикладного програмного забезпечення:

– текстові процесори – для створення текстових документів;

– табличні процесори (електронні таблиці) – для обчислень і аналізу інформації, представленої в табличній формі;

– бази даних – для організації і керування даними;

– графічні пакети – для представлення інформації у вигляді малюнків і графіків;

– комунікаційні програми – для обміну інформацією між віддаленими комп'ютерами;

– інтегровані пакети, що включають кілька прикладних програм різного призначення;

– навчальні програми, електронні підручники, словники, енциклопедії, системи проектування, дизайну;

– ігри.

Середовище програмування

Середовище програмування призначене для створення системного і прикладного програмного забезпечення. Вона містить в собі інструментарій програмування, за допомогою якого здійснюється перетворення алгоритму в програму для комп'ютера.

Уявіть собі набір типових інструментів будь-якого фахівця, будь то слюсар, столяр, кравчиня, майстер по ремонту автомашин і ін. Їхні набори інструментів істотно відрізняються один від одного, тому що служать для рішення різних задач. У людей однієї і тієї ж професії базові набори інструментів дуже схожі, відрізняються вони тільки формою, якістю, маркою. Розглянемо, наприклад, базовий набір інструментів кравчині. Швейна машина, ножиці, голки, нитки – ці інструменти необхідні для шиття. Хоча в кожної кравчині вони можуть відрізнятися якістю, формою, можливостями. Ви можете доповнити цей перелік великою кількістю різних предметів, але це вже будуть інструменти, що полегшують працю кравчині чи для полегшення роботи при шитті.

Аналогічна картина складається і з інструментарієм програмування. Він може бути різноманітним, але завжди буде існувати деякий базовий набір інструментів програмування, для використання якого потрібно опанувати спеціальною мовою, названою мовою програмування.

Для створення прикладного забезпечення широко використовуються такі мови, як Бейсік, Паскаль, (C++), Delphi і інші. У навчальних закладах багатьох країн світу для навчання дітей основам програмування використовується мова LOGO.

Як співвідносяться між собою класи програмного забезпечення?

На малюнку відображено відношення різних класів

програмного забезпечення до апаратної частини. В центрі кола знаходиться апаратна частина комп'ютера. Чим ближче коло з програмами до апаратури, тим важливіша роль програм в організації роботи пристроїв і тим складніше користувачу працювати в такому середовищі. Як ми бачимо на малюнку, безпосередньо забезпечує роботу пристроїв системне середовище.

Даючи характеристику комп'ютеру, часто використовують термін «ресурси». Під ресурсами комп'ютера, як правило, розуміють можливості апаратних і програмних засобів, що можуть бути використані для рішення конкретної задачі протягом визначеного інтервалу часу. Ресурси (засоби, можливості) комп'ютера визначаються:

– характеристиками процесора;

– ємністю внутрішньої і зовнішньої пам'яті;

– характеристиками пристроїв введення і виведення інформації.

 

Контрольні запитання

1. Як з'явилося слово «алгоритм»?

2. Дайте визначення алгоритму і програми. Приведіть приклади.

3. Приведіть кілька прикладів життєвих ситуацій, де можна розділити алгоритм і програму.

4. Приведіть приклади прикладних програм.

5. Розповісти про те, як ви розумієте роль трьох класів програмного забезпечення в організації роботи на комп'ютері.

6. Що варто розуміти під інструментарієм програмування?

7. Як варто розуміти термін «ресурси» комп'ютера?

8. Чому ми використовуємо при роботі на комп'ютері термін «програмне середовище» чи «середовище»?

Категорія: Інформатика | Додав: stdynzosh (23.03.2009) | Автор: Олександр
Переглядів: 1260 | Рейтинг: 0.0/0
Усього коментарів: 0
Додавати коментарі можеть тільки зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]