Диалектика развития программного обеспечения

Лекция №9

Персональный компьютер, является универсальным устройством для обработки информации. Персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций – программу, как надо обрабатывать информацию.

Для чего предназначены компьютерные программы?

Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Меняя программы, можно превратить компьютер в рабочее место дизайнера или ученого, бухгалтера или конструктора, писателя или агронома и т.д.. Непрерывно происходит снижение стоимости компьютерной техники и одновременно растёт ее производительность. Поэтому в настоящее время компьютеры стали предметом домашнего обихода, как например, телевизор, холодильник или стиральная машина. Постоянно требуется все более разнообразное программное обеспечение для решения задач в новых областях применения ПК. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам программного обеспечения все больше возможностей для максимально полного удовлетворения запросов пользователей. Это и ставший стандартом графический интерфейс для любого ПО, и внедренные возможности для отправки документов и данных с помощью Интернет непосредственно из прикладной программы (MicrosoftWord, Excel, Access и др.), и возможность использования компьютера как хранилища информации, благодаря появлению новых видов накопителей большой емкости и малым временем доступа к данным, а также многие другие возможности и сервисные функции. Программы используют различные устройства для ввода и вывода данных, подобно человеческому мозгу, который пользуется органами чувств для получения и передачи информации. Компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на нем программах. Часто употребляемое выражение «компьютер выполнил» означает то, что на компьютере была сделана программа, которая позволила выполнить соответствующее действие. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Между ними существует диалектическая связь.

Между программами существует взаимосвязь. Многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня. Программное обеспечение распределяется на несколько взаимодействующих между собой уровней. Уровни программного обеспечения можно представить в виде пирамиды (Рисунок 7). Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней, повышая функциональность всей вычислительной системы. Например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять многие функции, но позволяет установить системное программное обеспечение.

Рисунок 7. Уровни программного обеспечения

И так, сколько же существует уровней программного обеспечения?

Существует четыре уровня программного обеспечения. Самым низким уровнем является базовое программное обеспечение, которое отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые программные средства входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, т.е. в постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ). Данные и программы записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Если изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, тогда вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ). Изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией), так и вне ее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Следующий (переходный) уровень – это системный уровень. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие различных программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции.

Эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом в основном зависят от программного обеспечения этого уровня. При подключении к вычислительной системе нового оборудования, например принтера, сканера и т.д. на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием.

Что такое драйверы? Для чего они предназначены?

Драйвер – это программа, которая «переводит» язык команд на язык команд подключенного устройства, то есть управляет им.

Драйвера устройстввходят в состав программного обеспечения системного уровня.

Программное обеспечение служебного уровнявзаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение заключается в автоматизации работ по наладке, настройке и проверке компьютерной системы. Часто программное обеспечение служебного уровня используется для улучшения или расширения функций системных программ.

Какие утилиты вы знаете?

Конкретные задания на ЭВМ выполняются с помощью программного обеспечения прикладного уровня, т.е. комплекса прикладных программ. Спектр этих заданий необычайно широк - от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. С каждым годом совершенствуется и увеличивается имеющееся огромное количество прикладных программ для разных видов деятельности.

Между системным и прикладным программным обеспечением существует непосредственная взаимосвязь. Прикладное программное обеспечение опирается на системное программное обеспечение. Широта функциональных возможностей компьютера, доступность прикладного программного обеспечения и универсальность вычислительной системы напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек– программа–оборудование.

В среднем один раз в полтора года удваиваются основные технические параметры аппаратных средств, один раз в два-три года меняются поколения программного обеспечения и один раз в пять-семь лет меняется база стандартов, интерфейсов и протоколов.