Програмне забезпечення комп’ютера

Комп’ютер – це пристрій, що не здатен мислити самостійно, як людина. Для того, щоб комп’ютер міг працювати з інформацією – отримувати, зберігати, обробляти, передавати – його слід навчити виконувати всі ці дії.

Навчити – це налаштувати роботу комп’ютера по інструкції, в якій вказано що і як треба робити. Така інструкція має містити чітку послідовність команд на мові, що є зрозумілою для комп’ютера, тобто повідомляти його, як обробляти дані для отримання бажаного результату. Така інструкція називається програмою.

Комп’ютер без програми є просто набором залізних деталей, і лише програми роблять його першим помічником користувача.

Самі перші програми розроблялися на машинній мові, так званій мові низького рівня. Словами такої мови є «0» та «1», а розробкою програм займалися високопрофесійні програмісти.

У 60-і роки почалася розробка мов програмування високого рівня, що використовують команди, які позначаються простими англійськими словами і мають визначені правила роботи цих команд. Від тоді робота програмістів значно спростилася і створення програм стало доступним для багатьох людей.

Програма – це послідовність команд, яку виконує комп’ютер в процесі обробки інформації.

Всі програми зберігаються у зовнішній та внутрішній постійній пам’яті. Але для того, щоб комп’ютер міг виконати ту чи іншу програму, вона має завантажитися в оперативну пам’ять і власне з нею працює процесор.

Всі програми, що містяться у комп’ютері називаються програмним забезпеченням або програмною конфігурацією цього комп’ютера.

Програмне забезпечення комп’ютера можна розподілити по рівнях:

·       Базовий рівень.

·       Системний рівень.

·       Службовий рівень.

·       Прикладний рівень.

Програми базового рівня

Базовий рівень є найнижчим рівнем, що відповідає за взаємодію з базовим апаратним забезпеченням.

Програми цього рівня містяться у мікросхемах постійного та енергонезалежного запам’ятовуючих пристроїв, і вони називаються програмами BIOS (Basic Input/Output System - Базова Система Вводу/Виводу).

Спочатку програми BIOS записуються на стадії виготовлення мікросхем, але згодом їх можна корегувати самостійно. Пошкодження програм BIOS виводить з ладу комп’ютерну систему і вона просто не запуститься.

Основним призначенням програм BIOS є перевірка складу та працездатності комп’ютера і надання процесору відомостей про апаратну конфігурацію системи.

Програми системного рівня

Системний рівень є важливою складовою програмного забезпечення будь якого комп’ютера. Без цих програм неможливо взаємодіяти з жодним пристроєм комп’ютерної системи. Власне програми системного рівня керують узгодженою роботою всіх елементів системи як апаратного так і програмного забезпечення.

Системні програми зазвичай орієнтовані на кваліфікованих користувачів – фахівців в комп’ютерній галузі: системних програмістів, адміністраторів тощо. Однак, знання роботи з системними програмами потрібні і звичайному користувачу, який мусить самостійно доглядати та налаштовувати свою комп’ютерну систему.

До програм системного рівня відносять:

Операційні системи – це комплекс програм, які здійснюють діалог з користувачем, забезпечують керування ресурсами комп’ютера, запускають інші програми на виконання.

Інтерфейсні оболонки – виконують посередницькі функції забезпечують ефективну взаємодію користувача та комп’ютера.

Графічний інтерфейс користувача – це зручна система спілкування людини з комп’ютером за визначеними стандартами, що містять:

·       Систему меню.

·       Систему вікон для роботи з документами.

·       Панелі інструментів.

·       Шаблони форм документів та екранних форм.

Операційні системи постійно вдосконалюють і реалізовують «дружні» до користувача інтерфейси.

Драйвери – це спеціальні програми для керування зовнішніми пристроями. При під’єднанні будь якого нового пристрою обов’язково має бути встановлений драйвер, інакше система не буде знати, які функції виконує пристрій і як ним керувати.

Програми службового рівня

Програми службового рівня збагачують можливості системних програм і надають користувачеві зручний інструментарій для перевірки та налаштування комп’ютерної системи.

Зазвичай, програми службового рівня називають утилітами і вони можуть відразу міститися серед програм операційної системи або додатково доставлені.

До програм службового рівня відносяться:

Файлові менеджери (провідники, диспетчери). Це «Мой компьютер», Total Commander, Windows Commander. Ці програми забезпечують роботу з файловою структурою:

·       Навігація по файловій структурі.

·       Пошук файлів та папок (об’єктів файлової системи).

·       Створення об’єктів.

·       Копіювання об’єктів.

·       Встановлення об’єктів.

·       Перейменування об’єктів тощо.

Програми діагностики здійснюють перевірку працездатності основних пристроїв комп’ютера, виправлення помилок та оптимізація роботи пристроїв.

Програми обслуговування дисків здійснюють перевірку якості поверхні твердого диску, контроль цілісності файлової системи, оптимізацію розміщення даних на носіях інформації.

Програми інсталяції/деінсталяції. Для того, щоб додати до комп’ютера нової програми, переважна їх більшість потребує програмного встановлення – інсталяції. Це, насамперед, потрібно для коректного втілення програми в існуюче програмне середовище, можливості користуватися стандартними засобами для вводу чи виводу інформації та узгодженої взаємодії з іншими програмами.

Для коректного видалення програми її слід деінсталювати, щоб акуратно позабирати всі зв’язки програми у програмному середовищі, які утворюються під час інсталяції.

Програми-пакувальники (архіватори) призначені для пакування та розпаковування файлів з метою зменшення їх розмірів. Упакований файл називається архівом, а процедури пакування чи розпаковування, відповідно архівуванням чи розархівуванням.

Архів – це копія файлу, де дані за певними алгоритмами перезаписуються в більш компактній формі. Файл-архів, зазвичай, має значно менший розмір ніж файл-оригінал. Файл-архів може містити в собі як один файл так і кілька файлів чи папок з файлами.

Для подальшого використання файл-архів обов’язково слід розпакувати, щоб отримати файл-оригінал, і працювати з ним в звичний спосіб.

Зазвичай, архіви створюють для:

·       Тривалого збереження важливих документів.

·       Пересилання документів засобами електронної пошти.

·       Записування документів на носій інформації, що має невеликий обсяг вільного простору.

Сучасні архіватори є сумісними між собою і підтримують основні формати архівів – zip та rar.

Антивірусні програми призначені для виявлення та знищення комп’ютерних вірусів.

Програми прикладного рівня

Програми прикладного рівня призначені для вирішення конкретних практичних задач користувача в різних сферах людської діяльності.

Прикладні програми не містяться у складі операційної системи, їх розробкою займаються різні компанії, тому користувач має докупити потрібну програму і інсталювати її самостійно.

Асортимент прикладних програм є величезним, їх можна умовно поділити на:

А. Програми загального призначення.

Б. Програми спеціалізованого призначення.

В. Інструментарій для програмування

А. Прикладні програми загального призначення

1. Офісні програми (комплект програм у пакеті MS Office)

1.1. Текстовий редактор Word. Програма для створення, редагування та оформлення текстових документів. Word має зручні інструменти для додавання до тексту таблиць, зображень, фотографій та мультимедійних об’єктів.

1.2. Табличний редактор Excel. Програма для статичної або математичної обробки великих об’ємів даних типів, що представлені у табличній формі. Зазвичай, це числові дані. Редактор має зручні інструменти для наочної візуалізації результатів обробки у вигляді підсумкових таблиць та двох чи трьох вимірних графіків різних типів.

1.3. Система управління базами даних СУБД Access. Програма для обробки та збереження великих об’ємів структурованої інформації, що представлена у вигляді окремих таблиць.

Основними функціями СУБД є швидкий пошук, сортування та інша обробка існуючих даних, легкий ввід нових даних, зручний вивід результатів обробки за вказаними ознаками.

1.4. Програма презентації Power Point. Програма для створення низки міні плакатів (слайдів) і показ їх на екрані монітору. Power Point має зручні інструменти для підготовки слайд-фільмів (презентацій), їх редагування, визначення порядку та режиму показів слайдів.

2. Графічні редактори

Це програми для створення та обробки зображень, так звані засоби комп’ютерної графіки. Графічні редактори поділяються за тим типом комп’ютерної графіки, яку вони спроможні обробляти.

2.1. Растрова графіка. Тут будь який об’єкт (лінія, текст, квітка, обличчя тощо) представлено у вигляді сукупності окремих точок – растрів, кожен з яких має свій колір. У файлі зберігається інформація про колір кожного растру та їх кількість. Такі файли зазвичай є великого об’єму.

Растрові редактори є ефективними для обробки фотографій або інших зображень, що мають багато різнобарвних ділянок.

Відомі програми: MS Paint, Adobe PhotoShop.

2.2. Векторна графіка. Тут будь який об’єкт (лінія, текст, прямокутник, овал тощо) представлено кривою ІІІ порядку, що обчислюється за математичною формулою. Властивості об’єкту – колір, розміри, місце розташування – також є коефіцієнтами формули, тому векторні елементи дуже легко змінювати. У файлі зберігаються формули відповідно до кожного об’єкту, тому файли зазвичай є невеликими за об’ємом, але потребують потужних характеристик комп’ютера, бо потрібно обчислювати складні формули.

Векторні редактори є ефективними для обробки зображень, що мають ілюстрований характер, де присутні чітко окреслені ділянки, зафарбовані в мінімальну кількість кольорів.

Відомі програми: внутрішній графічний редактор з пакету MS Office, Corel Draw, Adobe Illustrator.

2.3. Анімаційна графіка. Програми анімаційної графіки призначені для створення мультфільмів, презентацій, роликів, веб-банерів, де присутній рух об’єктів.

Відомі програми: Adobe Flash, Image Ready.

2.4. Тривимірна графіка. Програми тривимірної графіки призначені для створення об’ємних композицій. Елементи тривимірної сцени створюються із базових об’єктів (кубів, сфер, циліндрів, ліній тощо), їм надають властивостей і зафарблення певних матеріалів (металу, пластику, тканини), а сама сцена оснащується кількома джерелами природного чи іншого освітлення.

Відомі програми: 3D Studio MAX, Maya.

2.5. Фрактальна (інженерна) графіка. Програми фрактальної графіки призначені для обробки великих масивів числової інформації і побудова на їх підставі різноманітних двох та трьох вимірних графіків.

Відомі програми: внутрішній редактор з пакету MS Office, Surfer.

3. Засоби перегляду та відтворення мультимедійних документів.

До них відносяться так звані програвачі та переглядачи – програми, що дозволяють прослуховувати музику, переглядати відеофільми, анімаційні та тривимірні ролики.

Відомі програми: WinAmp, Windows Media Player, SM Player, ShockWave Player, Quick Time, ACDSee.

4. Засоби електронної комунікації

Це програми, що надають доступ до різноманітних ресурсів Інтернету або локальної мережі.

4.1. Браузери – універсальні засоби перегляду веб-сторінок. Окрім відтворення тексту та зображень веб-сторінки, браузери можна застосувати для:

·       Відтворення різних мультимедійних об’єктів (музики, відео, анімації).

·       Використання електронної пошти.

·       Спілкування у конференціях – чатах.

·       Участі у мережних іграх.

·       Здійснення покупки в Інтернет магазині.

·       Завантаження з віддалених комп’ютерів різноманітної документації.

·       Використання інших послуг Інтернету.

Відомі браузери: Internet Explorer, Opera, Mozilla FireFox, Google Chrome.

4.2. Поштові програми – зручні засоби для користування послугами електронної пошти. Відомі програми: Outlook Express, Outlook, The Bat!, Mozilla Thunderbird, Opera M2

4.3. Програми для обміну повідомленнями. Самою популярною програмою є ICQ (скорочення від звучання фрази «I seek you»). Призначена для спілкування з одним чи кількома користувачами в інтерактивному режимі. Підтримує популярні web та e-mail застосування, тому через програму ICQ можна переходити по гіперпосиланнях, відкривати електронні листи, пересилати файли.

4.4. Програми ІР-телефонії. Відомою програмою є Scype, яка надає можливість голосового та відео спілкування з іншими користувачами в будь якому куточку світу. Для повноцінного функціонування потрібно доукомплектувати комп’ютер навушниками чи колонками, мікрофоном та веб-камерою. Scype може працювати і в режимі текстових повідомлень, підтримує пересилання файлів та відкривання гіперпосилань.

5. Програми автоматизованого перекладу тексту

5.1 Електронні словники. Це потужний інструмент для точного перекладу слів або словосполучень. Безперечним лідером серед програм є ABBYY Lingvo. Програма підтримує 12 мов і містить понад 100 тематичних словників.

Словникові статті містять всі значення слова, транскрипцію, тлумачення, синоніми/антоніми, коментарі, форми та приклади застосування слів у реченнях.

Для користувачів, які вивчають іноземну мову мають можливість скористатися Lingvo Tutor – інтерактивною навчальною програмою запам’ятовування нових слів та перевірки ефективності опрацювання матеріалу. Учбові картки Lingvo Tutor містять приклади, транскрипцію, приклади і звуковий об’єкт правильної вимови слова.

5.2. Програми-перекладачі

Виконують переклад тексти з однієї мови на іншу. Програми-перекладачі варто застосовувати:

·       При повному незнанні іноземної мови.

·       Для швидкого ознайомлення з загальним змістом документа.

·       Для створення чернетки з подальшим якісним перекладом людиною.

За останні роки спостерігається суттєве вдосконалення програм-перекладачів. Вони збільшують кількість мов, тематичних словників, після інсталяції втілюються у популярні офісні програми та Інтернет програми: браузери, поштові і чат-програми, щоб користувач міг легко почуватися у всесвітньому інформаційному просторі.

Звісно, що літературний текст буде переведено недостатньо якісно, але для простих технічних чи побутових текстів якість є цілком прийнятною.

Відомі програми: Prompt – підтримка 7 європейських мов (англійська, французька, німецька, італійська, іспанська, португальська, російська). Pragma - підтримка української, російської, англійської та німецької мов.

 6. Програми розпізнавання текстів

Це так звані системи оптичного розпізнавання символів OCR (Optical Character Recognition). Вони призначені для розпізнавання друкованого тексту зі сканованих чи фотографованих зображень.

Лідером є програма ABBYY Fine Reader, де досягається висока точність розпізнавання тексту, набраного любим шрифтом, толерантне відношення до дрібних дефектів у тексті, вірне виокремлення різних об’єктів – таблиць, зображень, заголовків. Програма розпізнає тексти українською, російською та англійською мовами і оснащена тематичними та загальними словниками.

7. Довідники та енциклопедії

Це – надвеликі збірки структурованої інформації з різних напрямків. Вони мають зручний інтерфейс, різноманітні інструменти для ефективного пошуку та легкого виводу чи роздрукування отриманих результатів.

8. Навчальні програми та ігри

Б. Прикладні програми спеціалізованого призначення

1. Бухгалтерські та фінансові системи

Це програми, що призначені для ведення бухгалтерського обліку, підготовки фінансової звітності, аналіз обігу фінансів та матеріальних цінностей, статистичної обробки інформації.

Відомою програмою є 1С Бухгалтерія.

2. Системи автоматизованого проектування САПР

Професійні програми, що призначені для розробки та проектування технологічних креслень та проектів: електронних схем, машин, механізмів, архітектурних споруд тощо.

Відомі програми: AutoCad, Compass

3. Системи штучного інтелекту та експертні системи

Це програми, що аналізують дані, які містяться у базах знань системи і видають фахові відповіді при запитах користувача. За допомогою таких систем вирішуються складні задачі, які потребують для свого розв’язання людської інтуїції.

Широко застосовують у медицині, фармакології, хімії, юриспруденції, освіті, там, де для прийняття рішення потрібні глибокі професійні знання.

4. Системи відеомонтажу

Різноманітні програми, що призначені для цифрової обробки відеоматеріалів, монтажу, створення відеоефектів, виправлення дефектів, додавання звуку, титрів, субтитрів.

В. Інструментарій для програмування

Це засоби, що призначені для створення програмного забезпечення, тобто нових системних, службових чи прикладних програм.

1. Мови програмування

Мовою програмування називається визначений набір команд, синтаксисом і правилами створення програм.

1.1. Мови низького рівня є дуже наближеними до машинного коду, це так звані асемблери. Вони є вкрай складними та незручними для широкого застосування.

1.2. Мови високого рівня є наближеними до людської мови і легкими для вивчення і використання. 

Популярними мовами високого рівня є: Pascal, C, C++, Basic, Java, Pithon.

2. Транслятори

Трансляторами називають програми, що перекладають текст програми, що написана мовою високого рівня у машинний код.

3. Відлагоджувачі

Відлагоджувачами називають засоби пошуку та виправлення помилок у тексті програми.

4. Середовище програмування

Середовища програмування підтримують певну мову програмування і містять комплекс різних інструментів:

·       Текстовий редактор для набору тексту програми.

·       Транслятор.

·       Відлагоджувач.

·       Бібліотеки стандартних програм.

·       Інструменти для автоматизації робіт.

·       Зручні засоби для виведення отриманих результатів.

Контрольні запитання

1.      Які функції покладаються на програми базового рівня?

2.      Які класи програм службового рівня ви знаєте?

3.      До програм якого рівня відносяться програми-драйвери?

4.      Які програми називають утилітами називають?

5.      Які категорії графічних редакторів існують?

6.      Які основні класи програм прикладного рівня існують?

7.      За допомогою яких програм можна пересуватися по файловій структурі комп’ютера?

8.      Які функції виконує операційна система?