Поняття і класифікація програмного забезпечення

Кількість програм, які встановлюються на сучасному комп’ютері, налічує сотні і навіть тисячі. Саме вони дають можливість користувачеві комфортно працювати.

Вся сукупність програм і складає так зване програмне забезпечення комп’ютера. Склад програмного забезпечення комп’ютера – найважливіша його функціональна характеристика. Програмне забезпечення (Software) – це сукупність:

  • програм постійного використання, необхідних для вирішення завдань користувача,
  • програм, що дозволяють найбільш ефективно використовувати обчислювальну техніку,
  • забезпечуючи користувачам найбільші зручності в роботі і мінімум витрат праці на програмування задач і обробку інформації,
  • технічна програмна документація для них.

Технічна документація – набір документів, що використовуються при проектуванні і створенні програмного і апаратного забезпечення. Програма для комп’ютера – опис алгоритму розв’язання задачі, яке задається на мові програмування і за допомогою транслятора автоматично перекладається на машинний мову конкретного комп’ютера.

Програмне забезпечення (ПО) – продовження апаратних засобів, невід’ємна частина комп’ютерної системи. Навіть якщо програма, як здається, ніяк не взаємодіє з обладнанням, не запитує введення даних з пристрою введення і не виконує висновок даних на пристрої виведення, по суті, її робота потрібна для управління апаратними пристроями комп’ютера.

Залежно від того, які роботи передбачається виконувати на комп’ютері, підбирається склад програмного забезпечення, або програмна конфігурація. Більшість програм працюють, спираючись на інші програми більш низького рівня, тобто між ними існує взаємозв’язок, або міжпрограмний інтерфейс. Такий інтерфейс грунтується на технічних умовах і протоколах взаємодії і забезпечується розподілом програмного забезпечення на декілька категорій, які взаємодіють між собою.

Рівні ПО (знизилися вгору):

  • Базове ПО – базовий рівень
  • Системне ПЗ – системний рівень
  • прикладне ПО

Інструментарій технологій програмування

Кожен вищерозміщений рівень підвищує функціональність всієї системи.

Все програмне забезпечення можна умовно поділити на чотири категорії.

Базове програмне забезпечення – це мінімальний набір програмних засобів, які забезпечують роботу комп’ютера; відповідають за взаємодію з базовими програмними засобами (входять до складу базового устаткування і зберігаються в спеціальних мікросхемах). Ці мікросхеми звуться постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗУ – Read Only Memory). ПЗУ є енергозалежною пам’яттю. Програми та дані записуються ( «прошиваються») в мікросхеми ПЗУ на етапі виробництва, такі мікросхеми не можуть бути змінені в процесі термінів роботи комп’ютера.

Якщо є необхідність в зміні базових програмних засобів під час експлуатації комп’ютера, то замість мікросхем ПЗУ використовують мікросхеми ППЗУ – перепрограмовані постійні запам’ятовувальні пристрої (Erasable and Programmable Read Only Memory). Тоді зміна змісту ППЗУ можна зробити в самій системі автоматичного (флеш-технологія) або на спеціальному пристрої, який називається программатором. До базового програмного забезпечення також відноситься BIOS (Basiс Input / Output System) – базова система введення-виведення), яка визначає хід процесу завантаження комп’ютера. Лише тільки після цього відбувається завантаження операційної системи персонального комп’ютера, і подальша його робота відбувається вже під управлінням операційної системи. Під час роботи комп’ютера BIOS забезпечує базові функції введення-виведення інформації та функції взаємодії різних пристроїв між собою. Це набір мікропрограм, які спочатку тестують (POST) обладнання, розміщене на материнській платі, потім здійснюють подальший запуск операційної системи і забезпечують взаємодію всіх компонентів комп’ютера. У сучасних комп’ютерах деякі плати (відеокарта, звукова карта і т.п.) мають свої мікросхеми BIOS на материнській платі розширення (крім основної мікросхеми BIOS). Під час налаштування основного BIOS можна дозволити або заборонити використання BIOS плат розширення. У функції основної BIOS входять:

  • тестування комп’ютера за допомогою спеціальних тестових програм при включенні живлення;
  • пошук і підключення до системи інших BIOS, які розташовані на платах розширення;
    розподіл ресурсів між компонентами комп’ютера.

Фізично BIOS – це набір мікросхем постійної пам’яті (ROM, Read Memory – тільки для читання), розташованих на материнській платі. Програми, що містяться в системній BIOS, забезпечують взаємодію мікросхем чіпсета, оперативної пам’яті, кеш-пам’яті, процесора з зовнішніми (периферійними) пристроями, а також один з одним. Коли відбувається ініціалізація і тестування обладнання, BIOS порівнює отримані дані системної конфігурації і ту інформацію, яка зберігається в чіпі CMOS. Якщо знайдено невідповідність / збій, то система видає повідомлення на моніторі або звуковий сигнал про помилку. Чіп CMOS розташований на материнській платі. Це енергозалежна пам’ять, якій потрібно харчуватися від спеціальної батарейки.

Системне програмне забезпечення (System Software) – це програми і програмні комплекси для роботи комп’ютера і телекомунікаційного устаткування. Системне програмне забезпечення служить:

  • для створення операційного середовища для роботи інших програм;
  • для забезпечення надійної та ефективної роботи комп’ютера і телекомунікаційної мережі;
  • для проведення діагностики апаратури комп’ютера і мереж;
  • для архівування даних, копіювання, відновлення файлів програм і баз даних і т.п.

Системне програмне забезпечення (ВПЗ) по суті виконує функції «організатора» всіх компонентів ПК, а також підключених до нього периферійних пристроїв. Системне програмне забезпечення повинне бути надійним, технологічним, зручним і ефективним у використанні. Підрозділяється СПО на базове і сервісне.

Базове програмне забезпечення, як правило, купується разом з комп’ютером, а сервісне може бути придбано додатково.

Прикладне програмне забезпечення (appliation program pakage) – комплекс пов’язаних між собою програм, призначених для вирішення конкретних завдань певної предметної області, написані для користувачів або самими користувачами, наприклад, експертна система або програма створення списків розсилки. Це найчисленніший клас програмних продуктів.

Інструментарій технологій програмування (ІТП) полегшує процес створення нових програм для комп’ютера. За допомогою ІТП виконується розробка нових програм, тому що даний інструментарій містить спеціалізовані програмні продукти. Ці продукти є інструментальними засобами розробника і повинні підтримувати всі технологічні етапи процесу створення (проектування, програмування, налагодження і тестування) нових програм. Система програмування включає в себе наступні програмні компоненти: редактор тексту, транслятор з відповідної мови, компонувальник (редактор зв’язків), відладчик, бібліотеки підпрограм. Важливо знати і розуміти, що будь-який ІТП може працювати тільки в тій ОС, під яку він створений, але при цьому він дозволяє розробляти програмне забезпечення і під інші ОС.

ІТП ділиться на наступні підкатегорії:

  • Засоби для створення додатків. Вони включають в себе інтегровані середовища для розробників програм, необхідні для виконання робіт зі створення програм, і локальні засоби, які потрібні для виконання окремих робіт зі створення цих програм;
  • СASE-технології (Сomputed Aided Software Engineering) – це система-конструктор програм за допомогою комп’ютера, в яку входять методи аналізу, проектування і створення програмних систем. Призначені СASE-технології для автоматизації процесів розробки і реалізації інформаційних систем. Це цілий програмний комплекс, який автоматизує весь технологічний процес (аналіз, проектування, розробка і супровід складних програмних систем).

При складанні класифікації відразу обмовимося, що дуже швидкий розвиток обчислювальної техніки і розширення сфер застосування комп’ютерів спричинили за собою процес еволюції ПО. Якщо раніше можна було легко розподілити між основними категоріями програмного забезпечення операційні системи, транслятори і пакети прикладних програм, то зараз зовсім інша ситуація: розвиток ПО пішло і вшир (прикладні програми придбали самостійну цінність і перестали бути прикладними), і вглиб (з’явилися зовсім нові підходи до побудови операційних систем і т.д).

Співвідношення між необхідними і наявними на ринку програмними продуктами змінюється дуже швидко. Навіть традиційні програмні продукти безперервно розвиваються. Наприклад, операційні системи можуть моделювати ті види людської діяльності, які завжди вважалися інтелектуальними. З’явилися програми, класифікувати які за звичними критеріями складно, а часом і неможливо, програма – електронний співрозмовник, наприклад, або комп’ютерний зір, яке пов’язане ще й з робототехнікою, або область машинного навчання, до якої відноситься досить великий клас задач на розпізнавання образів (розпізнавання символів, рукописного тексту, мови, аналіз текстів).

Можна сказати, що на сьогоднішній день більш-менш виразно можна виділити наступні групи ПО:

  • операційні системи та їх оболонки (текстові або графічні);
  • системи програмування (отладчики, транслятори, бібліотеки підпрограм і т.д.);
  • інструментальні технологічні системи;
  • інтегровані програмні пакети;
  • системи машинної графіки (растрова, векторна, 3D-графіка, САПР);
  • динамічні електронні таблиці;
  • системи управління базами даних (СКБД).

На закінчення можна сказати, що майже будь-яка класифікація не є єдино можливою.

ПОДІЛИТИСЯ: