Программа — это упорядоченная последовательность команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление ап- паратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаи- модействии.
Состав программного обеспечения (Software)
вычислительной системы называют программной конфигурацией. В программной конфигурации между ее программами существует взаимосвязь, то есть имеет место межпрограммный интерфейс. Возможность существования такого интерфейса основана на базе технических условий и протоколов взаимодействия.
На практике межпрограммный интерфейс (взаимодействие) реализуется путем распределения программного обеспечения по нескольким взаимо- действующим между собой уровням. Эти уровни представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Уровни программного обеспечения подразделяются на базовый, системный, служебный и прикладной.
Основы мат. логики — Лекция #14 (11.12.2020)
Базовый уровень — самый низкий уровень программного обес- печения представляет базовое программное обеспечение.
Оно обеспечивает взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, эти программные средства входят непосредственно в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхе- мах ПЗУ. Программы и данные записываются в микросхемы ПЗУ на этапе производства и могут быть изменены в процессе эксплуа- тации только при помощи специальных средств.
Системный уровень — переходной. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ ком- пьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции. Конкретные программы, обеспечи- вающие взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств.
Они входят в состав программного обеспе- чения системного уровня. Программы, отвечающие за
взаимодействие с пользователем, называют средствами обеспечения
пользовательского интерфейса. Совокупность программного обес- печения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и с пользователем. Наличие ядра операционной сис- темы — непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.
Служебный уровень — это служебные программы, обеспечи- вающие взаимодействие с программами базового и системного уровней. Служебные программы (утилиты) предназначены для ав- томатизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы.
Классификация служебных программ:
• диспетчеры файлов (файловые менеджеры), которые выпол- няют операции, связанные с обслуживанием файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и ка- талогов, поиск файлов и навигацию в файловой структуре;
Информатика — Состав вычислительной системы
• средства сжатия данных (архиваторы), которые предназна- чены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение, повышает эффективность использо- вания носителя (устройства памяти) за счет того, что архивные файлы обычно имеют повышенную плотность за- писи информации;
• средства просмотра и воспроизведения, предназначенные для просмотра и воспроизведения документов без загрузки их в «родительскую» прикладную систему (среду разработки);
• средства диагностики, предназначенные для автоматизации процессов диагностики аппаратного и программного обеспе- чения;
• средства контроля (мониторинга), предназначенные для того, чтобы следить за процессами, происходящими в вычислитель- ном комплексе;
• мониторы установки, предназначенные следить за тем, чтобы не происходило нарушений работоспособности прочих про- грамм при установке и удалении программного обеспечения;
• средства коммуникации (коммуникационные программы), предназначенные для установления соединений с удаленны- ми компьютерами.
Они служат для обеспечения передачи сообщений электронной почты, пересылки факсимильных сообщений и множества других операций в компьютерных сетях;
• средства обеспечения компьютерной безопасности — это средства пассивной и активной защиты данных от повреж- дения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения.
Прикладной уровень — комплекс прикладных программ, с по- мощью которых на рабочем месте обеспечивается выполнение конкретных задач.
Классификация прикладных программ:
• текстовые редакторы, предназначенные для ввода и редакти- рования текстовых данных;
• текстовые процессоры, обеспечивающие ввод, редактирова- ние текста и форматирование (оформление) документов, предназначенных для печати, а также электронных докумен- тов, предназначенных для отображения на экране;
• графические редакторы, предназначенные для создания и (или) обработки графических изображений;
• системы управления базами данных (СУБД), предназначен- ные для создания структуры базы данных, предоставления средств для заполнения этой структуры или импорта дан- ных из таблиц других баз данных, обеспечения возможности доступа к данным, а также предоставления средств поиска и фильтрации данных;
• электронные таблицы — это комплексные средства для хра- нения и обработки различных типов данных,
представляемых в виде таблиц;
• СЛБ-системы (системы автоматизированного проектирова- ния), предназначенные для проектно-конструкторских работ;
• настольные издательские системы, предназначенные для ав- томатизации процесса верстки полиграфических изданий;
• экспертные системы, предназначенные для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя;
• редакторы HTML (веб-редакторы), предназначенные для создания и редактирования веб-документов (веб-страниц интернета);
• браузеры — это программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в фор- мате HTML;
• интегрированные системы делопроизводства, предназна- ченные для автоматизации рабочего места руководителя (создания, редактирования и форматирования простейших документов, централизации функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризации и мо- ниторинга документооборота предприятия, координации деятельности подразделений, оптимизации административ- но-хозяйственной деятельности и поставки по запросу оперативной и справочной информации);
• бухгалтерские системы — это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редак- торов, электронных таблиц и систем управления базами данных;
• финансовые аналитические системы, предназначенные для банковских и биржевых структур;
• геоинформационные системы (ГИС), предназначенные для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэ- рокосмическими методами;
• системы видеомонтажа, предназначенные для цифровой об- работки видеоматериалов (монтажа, создания
видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, тит- ров и субтитров);
• обучающие, развивающие, справочные и развлекательные системы и программы, представляющие отдельные катего- рии прикладных программных средств и обладающие своими развитыми внутренними системами классификации.
Операционные системы персональных компьютеров
3.2.1. Общие сведения об операционных системах
Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему БЮ8 (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более вы- соких уровней — прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято назы- вать программы, предназначенные для работы под ее управлением.
Основная функция всех операционных систем — посредниче- ская. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:
• интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);
• интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);
• интерфейса между разными видами программного обеспече- ния (программный интерфейс).
Все операционные системы способны обеспечивать как пакет- ный, так и диалоговый режим работы с пользователем.
В пакетном режиме операционная система автоматически ис- полняет заданную последовательность команд.
В диалоговом режиме операционная система находится в со- стоянии ожидания команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а, исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды.
По реализации интерфейса пользователя различают неграфи- ческие и графические операционные системы.
Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Именно эти системы и обеспечивают диалоговый режим работы.
Графические операционные системы реализуют более слож- ный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления кроме клавиатуры используется мышь или адекватное устройство пози- ционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных эле- ментов управления. В качестве активного элемента управления вы- ступает указатель мыши — графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В ка- честве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, пере- ключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие).
Все операционные системы (их ядра) загружаются в оператив- ную память автоматически при включении компьютера.
Источник: lawbooks.news
Основы программирования: понятие программы, языки программирования, компилятор и интерпретатор, классификация языков программирования
Программой называют логически упорядоченную последовательность команд, необходимых для управления компьютером.
Языки программирования: Fortran COBOL ada algol basic ассемблер java C C++ и др.
Компилятор — программа или техническое средство, которое переводит текстовую информацию в машинный код и выявляет ошибки при компиляции.(при этом создает отдельный оптимизированный файл программы (((одни и теже операторы не прописаны несколько раз))))
Интерпретатор – программа которая переводит текстовую информацию (или её часть) в машинный код в реальном времени (не создает отдельного файла программы, интерпретация может содержать повторы кода)
29 Основы программирования: средства создания программ, системы программирования, среды быстрого проектирования, алгоритмическое программирование, модульное программирование.
Программой называют логически упорядоченную последовательность команд, необходимых для управления компьютером.
Средства разработки программного обеспечения – совокупность приемов, методов, методик, а также набор инструментальных программ (компиляторы, прикладные/системные библиотеки и т.д.), используемых разработчиком для создания программного кода Программы, отвечающего заданным требованиям.
Системы программирования — это комплекс инструментальных программных средств, предназначенный для работы с программами на одном из языков программирования.
В современные системы программирования обычно входят:
- компилятор или интерпретатор;
- интегрированная среда разработки;
- средства создания и редактирования текстов программ;
- обширные библиотеки стандартных программ и функций;
- отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
- «дружественная» к пользователю диалоговая среда;
- многооконный режим работы;
- мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками
- встроенный ассемблер;
- встроенная справочная служба;
- другие специфические особенности.
Популярные системы программирования — Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C.
Для windows: Borland Delphi, Microsoft Visual Basic, Borland C++
Среды быстрого проектирования:Basic: Microsoft Visual Basic, Pascal: Borland Delphi; C++: Borland C++ Builder; Java: Symantec Cafe.
Алгоритмом называют формальное описание способа решения задачи в виде конечной последовательности действий.
Примеры алгоритмического программирования:
модуль – логически взаимосвязанная совокупность функциональных элементов, оформленных в виде отдельных программных модулей.
Воспользуйтесь поиском по сайту:
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2023 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.013 с) .
Источник: studopedia.org
Языки программирования
Язык программирования — искусственная система обозначений, имеющая синтаксис и семантику, предназначенная для описания структур данных и алгоритмов решения задач средствами компьютерной техники. Основное назначение систем программирования — написание программ.
Программа — упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке, или последовательность структурных единиц языка программирования, описывающих алгоритм решения задачи.
Выделяют языки программирования низкого и высокого уровня. К первому типу относят такие языки программирования, конструкции которых близки к машинным командам: языки машинных команд (машинный язык) и языки ассемблера. Если же языковые конструкции близки к естественным языкам, то считается, что это язык высокого уровня.
Программа в машинных кодах представляет собой последовательность команд, каждая из которых является инструкцией на выполнение операций. Структура команды приведена на рис. 10.17, где КОП — код операции; А, Аг. Ап — адреса операндов (данных), над значениями которых выполняется операция.
Рис. 10.17. Структура команды
Совокупность всех команд, которые может выполнять машина, называется системой команд этой машины (ее языком). Разработчик при создании нового компьютера должен решить, какие команды включать в машинный язык этого компьютера. Это зависит от назначения компьютера, от того, какие задачи он должен выполнять. В результате электронные схемы каждого компьютера могут распознавать и выполнять свой набор команд.
Как правило, имеются машины с одно-, двух- или трехадресными командами. Для краткости код команды записывается в восьмеричной или шестнадцатеричной системе счисления. Например, 001500777616557 трехадресная команда, записанная в восьмеричной системе счисления. Поскольку машины работают в двоичной системе счисления, то и команды представляются в памяти машины в виде двоичного кода.
Например, адрес ячейки памяти 5007 в машине будет иметь вид 101000000111. В свою очередь содержимое ячейки памяти также представляется двоичным числом. Если, например, в однобайтовой ячейке памяти 5007 находится десятичное число 3, то оно будет иметь вид 00000111.
Пусть 001 код операции сложения. Тогда в результате выполнения приведенной команды число, вызванное из ячейки памяти, номер которой указан в первом адресе Л = 5007 команды, складывается с числом по второму адресу = 7761, и сумма засылается в ячейку памяти, номер которой указан в третьем адресе А$ = 6557 команды.
При подобном подходе к созданию программ разработчик должен отслеживать выполнение каждой команды процессора и использования каждой ячейки памяти. При этом достигается максимально возможное использование аппаратных ресурсов. Однако программы получаются труднообозримыми и громоздкими, сам процесс поиска ошибок, коррекции и отладки очень трудоемок.
Язык машинных команд это машинно-зависимый (машинно-ориентированный) язык, который отражает структуру данного компьютера. Составление программ для ЭВМ первого поколения велось на машинном языке.
Программа на языке ассемблер (от англ, assemble — собирать) представляет собой последовательность символических мнемоник. Программа на языке ассемблер становится уже читабельной и имеется возможность следить за се смысловой структурой. На рис. 10.18 в качестве примера приведены схема алгоритма, текст и описание программы поиска минимального значения двух величин А и В на языке ассемблер.
Рис. 10.18. Схема алгоритма (а), текст программы на ассемблере и се описание (б)
Язык ассемблера также является машинно-зависимым языком, связанным с конкретным типом машин. Такие языки программирования разрабатываются для конкретного семейств процессоров с заданной системой команд. Язык машинных команд и язык ассемблера — это языки низкого уровня. В данном случае «низкий уровень» не означает «плохое качество»; это означает лишь, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.
Программа на языке высокого уровня представляет собой последовательность операторов, каждый из которых соответствует нескольким командам машинного кода или мнемоникам ассемблера. Языки высокого уровня имитируют естественные языки, что облегчает процесс программирования, ускоряет составление, модификацию программы и повышает надежность создаваемых программных продуктов. Пример оператора языка высокого уровня для приведенной выше схемы алгоритма:
К числу языков высокого уровня относятся: Java, С, C++, Python, РНР, Prolog, SQL язык программирования баз данных, HTML — язык подготовки web-документов для сети Интернет. Они (а также многие другие) используются при создании разного рода приложений. Языки С и C++ часто применяются при разработке системного программного обеспечения.
Текст программы формируется программистом с помощью редактора текста алгоритмического языка и вводится с клавиатуры. В результате программа записывается в память в символьном виде в кодах ASCII (Unicode) как файл. С помощью редактора текста также осуществляется и модификация и внесение добавлений.
Исходный текст программы состоит из символьных строк, образующих операторы языка программирования. Программа может быть распечатана постранично как обычный текст. После завершения редактирования файл программы может быть записан на внешнее запоми- наюиtee устройство.
Языки высокого уровня являются машинно-независимыми, в них не учитываются особенности аппаратных архитектур. Написанная на таком языке программа может исполняться на различных машинах. Часть языков программирования (например, Java) разработана таким образом, что создаваемые с их помощью программы возможно запускать и в различных операционных системах. При этом программа потребует минимальной доработки.
Источник: studme.org