5.1. Виды программного обеспечения

Программным обеспечением ЭВМ называется совокупность программ и документации, необходимые для эксплуатации ЭВМ.

Программы - это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройства ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение  в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

Рисунок 5.1 – Виды программного обеспечения

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими  узлами и блоками существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, т. е. работают на основе межпрограммного интерфейса. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия. На практике интерфейс обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой видов. Существуют следующие виды программного обеспечения (рисунок 5.1):

- Базовое программное обеспечение;

- Системное программное обеспечение;

- Прикладное программное обеспечение;

- Инструментарий технологий программирования.

Базовое программное обеспечение – самый низкий уровень программного обеспечения, отвечающее за взаимодействие с базовыми программными средствами.  Базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в постоянно запоминающих устройствах. Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ – Erasable and Programmable Read Only Memory). В этом случае 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.

К базовому программному обеспечению относится базовая система ввода-вывода.

BIOS (BIOS Basic Input/Output System) – набор программ небольшого размера, в функции которых входят начальное тестирование оборудования и обеспечение взаимодействия компонентов компьютера. Имеется несколько видов BIOS: например, видео-BIOS обеспечивает работу видеоплаты, начиная от ее тестирования в момент включения и заканчивая взаимодействием видеоплаты с процессором, BIOS SCSI-контроллера выполняет роль переводчика между интерфейсом и системной шиной и т. п. Но наиболее важной в компьютере является системная BIOS, в функции которой входят: тестирование компьютера при включении питания с помощью специальных тестовых программ; поиск и подключение к системе других BIOS, расположенных на платах расширения; распределение ресурсов между компонентами компьютера.

 Содержимое BIOS доступно процессору без обращения к дискам, что позволяет компьютеру работать даже при повреждении дисковой системы. Содержащиеся в системной  BIOS программы обеспечивают взаимодействие процессора, оперативной памяти, кэш-памяти, микросхем чипсета с внешними (периферийными) устройствами, а также друг с другом.

 Физически BIOS — это набор микросхем постоянной памяти (ROM, Read Memory — только для чтения), расположенных на материнской плате.

Системное программное обеспечение (System Software) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Системное программное обеспечение направлено:

1.                  На создание операционной среды функционирования других программ;

2.                  На обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

3.                  На проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

4.                  На выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ, баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

Системное программное обеспечение носит общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Системное программное обеспечение состоит из двух частей: минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера; сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организует более удобную среду работы пользователя.

Минимальный набор программного обеспечения включает: операционную систему, операционные оболочки, сетевую операционную систему.

Сервисное программное обеспечение включает: программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусные программы, программы обслуживания дисков, программы архивации данных, программы обслуживания сети.

Пакеты прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Пакеты прикладных программ служат программным инструментарием функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку различных предметных областей. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Инструментарий технологии программирования – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения программных продуктов.

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты  поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Инструментарий технологии программирования делится на следующие группы:

1. Средства для создания приложений, включающие: локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ; интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

2. CASE-технологии (Computed Aided Software Engineering) – система конструирования программ с помощью компьютера, представляющая методы анализа, проектирования  и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем. Это программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем.