Краткое содержание: Параграф § 8 / Информатика 10 класс

Структура программного обеспечения (ПО)

Программное обеспечение (ПО) компьютера представляет собой комплекс всех программ, которые предназначены для выполнения на нём различных задач. Сфера применения конкретного компьютера определяется как его техническими характеристиками, так и установленным на нём ПО. Современное ПО очень разнообразно, насчитывает тысячи программ и постоянно развивается.

Всё многообразие компьютерных программ можно условно разделить на три основные группы:

• Системное ПО (System Software)
• Прикладное ПО (Application Software)
• Системы программирования (Programming Systems)

Системное программное обеспечение

Системное ПО обеспечивает согласованную работу всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам. Оно включает:

• Операционную систему (ОС): Это базовый комплекс программ, который обеспечивает согласованное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет ресурсы пользователю. Самые распространённые ОС для персональных компьютеров и мобильных устройств – это Windows, Mac OS, Linux, Android и iOS. Основные функции ОС включают:
  • Управление устройствами: Обеспечение согласованной работы аппаратного обеспечения с помощью специальных программ — драйверов, которые управляют подключенными периферийными устройствами, контролируют их нормальное функционирование и реагируют на ошибки.
  • Управление процессами: Программа, выполняемая на компьютере, называется процессом. ОС планирует работу и распределяет ресурсы, обеспечивая выполнение нескольких процессов одновременно (режим многозадачности).
  • Пользовательский интерфейс: Системы, которые обеспечивают диалог пользователя с компьютером (например, графический интерфейс).
  • Работа с файлами: Организация хранения информации и обеспечения доступа к ней, что реализуется через файловую систему.
• Сервисные программы (утилиты): Это программы, которые выполняют дополнительные услуги системного характера, такие как:
  • Обслуживание дисков (проверка, восстановление, очистка)
  • Защита от вирусов
  • Архивирование файлов (архиваторы)

Архиваторы – это программы, которые сжимают программы и данные. Их работа уменьшает объём хранимой информации, экономит место на диске и ускоряет передачу данных по сети.

В параграфе приводится пример сжатия данных с помощью алгоритма Хаффмана, который состоит из двух этапов:

1. Подсчёт частоты встречаемости символов во входном тексте и построение дерева Хаффмана.
2. Построение кодов символов путём считывания 0 и 1 по пути от корня дерева к символу, и последующая замена каждого символа соответствующим кодом для генерации выходного сжатого массива. Коэффициент сжатия \( k \) вычисляется как отношение длины исходного текста (в битах) к длине сжатого текста (в битах): \( k = \frac{\text{L}_{\text{исх}}}{\text{L}_{\text{сж}} } \).

Системы программирования

Системы программирования, или интегрированные среды разработки, представляют собой комплекс программных средств, предназначенных для создания новых программ. Основные компоненты включают:

• Специализированный текстовый редактор: Для набора и редактирования кода на языке программирования высокого уровня.
• Трансляторы: Программы, переводящие исходный код на языке программирования в машинные коды. Существует два типа трансляторов:
  • Интерпретаторы: Обрабатывают и выполняют команды программы последовательно, по одной операции.
  • Компиляторы: Преобразуют всю программу в машинный код (исполняемый файл) до запуска. Откомпилированные программы работают быстрее.
• Библиотеки стандартных подпрограмм: Наборы готовых модулей, которые можно вызывать из разрабатываемой программы.
• Отладчики (дебаггеры): Инструменты, помогающие находить и исправлять ошибки (отлаживать) в программе, а также управлять процессом её выполнения.

Прикладное программное обеспечение

Прикладное ПО (приложения) позволяет пользователю работать с различными видами информации, не требуя навыков программирования. Приложения можно разделить на:

• Приложения общего назначения: Требуются практически каждому пользователю для работы с типовыми данными:
  • Текстовые редакторы и процессоры
  • Графические редакторы (растровые и векторные)
  • Табличные процессоры
  • Редакторы презентаций
  • Системы управления базами данных (СУБД)
  • Браузеры, почтовые программы
  • Офисные пакеты: Наборы наиболее распространённых приложений общего назначения (например, Microsoft Office, OpenOffice).
  • Онлайн-офисы: Веб-сервисы, доступные через Интернет, предоставляющие функциональность традиционных офисных пакетов (например, Google Docs, Яндекс.Документы).
• Приложения специального назначения: Предназначены для профессионалов в конкретных областях деятельности (например, бухгалтерские программы, системы автоматизированного проектирования (САПР), геоинформационные системы (ГИС), математические пакеты).

Онлайн-офисы используют технологию «облачных вычислений», которая предполагает обработку и хранение данных на удалённых серверах (в «облаке»), а не на локальном компьютере. Это даёт преимущества в виде доступности данных с любого устройства и экономии на мощном локальном оборудовании, но несёт потенциальные риски, связанные с безопасностью и конфиденциальностью данных, а также зависимостью от интернет-соединения.