§ 26. Программное обеспечение

Определения и обозначения

Программное обеспечение — совокупность программ, используемых компьютером для выполнения задач. Программа — это набор команд, которые компьютер выполняет в определённом порядке. Без программ устройства не знают, какие действия выполнять с данными. Поэтому ПО делает аппаратные возможности компьютера полезными для человека.

Системное программное обеспечение — программы, которые обеспечивают работу компьютера и создают условия для запуска других программ. Оно помогает устройствам обмениваться данными и поддерживает работу приложений. Пользователю системные программы часто не нужно запускать для каждой отдельной задачи: они работают в основе компьютерной системы. К системному ПО относятся операционные системы и служебные программы.

Прикладное программное обеспечение — программы для решения пользовательских задач: создания документов, обработки изображений, вычислений и других. Такие программы предназначены для конкретной деятельности, а не для управления компьютером в целом. Например, текстовый редактор помогает работать с текстом, а графический — с изображениями. Выбор приложения зависит от того, какую задачу нужно решить.

Операционная система — основная системная программа, которая управляет работой компьютера, его устройствами, файлами и запуском приложений. Она принимает запросы от программ и организует их взаимодействие с аппаратурой. Благодаря ОС пользователь может запускать приложения и работать с файлами без необходимости управлять каждым устройством напрямую. Это основной посредник между человеком, программами и компьютером.

Как это устроено

Сам по себе компьютер не понимает, какую полезную задачу хочет выполнить человек. Его аппаратные устройства могут обрабатывать данные и выполнять команды, но эти команды должны быть заданы программами. Например, чтобы вывести буквы на экран, недостаточно иметь экран и клавиатуру: компьютерной системе нужно распознать ввод и передать его для обработки. Программное обеспечение задаёт порядок таких действий и превращает возможности устройств в рабочие инструменты.

Программы объединяют в группы по тому, для чего они нужны. Системное ПО поддерживает работу компьютера и позволяет запускать приложения, прикладное помогает пользователю выполнять конкретную работу, а инструментальное предназначено для создания и проверки программ. Такое разделение удобно, потому что у программ разная роль, даже если они работают на одном устройстве. Например, текстовый редактор не заменяет операционную систему, а среда программирования не предназначена прежде всего для написания обычных документов.

Операционная система необходима, потому что приложениям нужно взаимодействовать с устройствами и данными по понятным правилам. ОС управляет устройствами, организует работу с файлами и запускает приложения, а пользователь задаёт нужные действия через интерфейс — способы взаимодействия с компьютером. Если приложение запросит вывод изображения, операционная система помогает передать этот запрос подходящему устройству. Без такого посредника каждой программе пришлось бы самостоятельно управлять множеством разных устройств.

Служебные программы помогают поддерживать компьютер в рабочем состоянии: например, проверять его работу, находить проблемы или обслуживать данные. Их цель — не создание пользовательского документа, а помощь в обслуживании системы. Поэтому обычно их относят к системному программному обеспечению. Они дополняют ОС: операционная система обеспечивает общую работу компьютера, а служебные программы выполняют отдельные задачи обслуживания.

При работе с документом приложение и операционная система действуют совместно, потому что у них разные обязанности. Текстовый редактор принимает ввод, позволяет менять текст и показывает результат на экране. Когда пользователь сохраняет документ, приложение передаёт системе запрос на запись, а ОС организует взаимодействие с накопителем и файловой системой. В итоге пользователь работает с текстом, не управляя устройством хранения напрямую.

Основные виды программного обеспечения

Чтобы определить вид программы, сначала выясните её основное назначение. Если она поддерживает работу компьютера — это системное ПО, если помогает выполнить пользовательскую задачу — прикладное, а если служит для разработки программ — инструментальное. Один компьютер обычно использует программы всех трёх видов.

Разбор задач

Задача 1. Распределите по видам программного обеспечения операционную систему, текстовый редактор и среду программирования. Нужно определить назначение каждой программы, а не судить по тому, как выглядит её окно. Сравним, какую роль программа выполняет при работе с компьютером.

1. Операционная система управляет работой компьютера и создаёт условия для запуска приложений. Значит, она относится к системному ПО.
2. Текстовый редактор нужен для создания и изменения документов. Это пользовательская задача, поэтому программа является прикладной.
3. Среда программирования помогает создавать и проверять программы. По назначению это инструментальное ПО.

Ответ: операционная система — системное ПО, текстовый редактор — прикладное, среда программирования — инструментальное. Мы распределили программы по их основной функции. Такой способ подходит и для других примеров.

Задача 2. Пользователь набирает текст и сохраняет его в файл. Укажите, какие программы участвуют в работе и за что отвечает каждая. Здесь нужно проследить путь от ввода текста до его сохранения на устройстве.

1. Текстовый редактор принимает нажатия клавиш, позволяет исправлять текст и отображает документ. Он решает задачу пользователя, поэтому относится к прикладному ПО.
2. Операционная система обеспечивает работу клавиатуры и экрана, а также запуск редактора. Она связывает приложение с аппаратными устройствами.
3. При сохранении редактор передаёт системе запрос записать документ. ОС организует сохранение файла на накопителе и его размещение в папке.

Ответ: участвуют текстовый редактор и операционная система. Редактор отвечает за работу с содержанием документа, а ОС — за работу устройств, запуск приложения и взаимодействие с файлом. Поэтому сохранение не выполняет одна программа в одиночку.

Задача 3. На компьютере нет операционной системы, но установлены графический и текстовый редакторы. Объясните, почему пользователь обычно не сможет запустить эти приложения. В условии важно различить наличие файлов приложений и возможность их работы.

1. Редакторы относятся к прикладным программам и предназначены для решения конкретных задач. Для запуска им нужна среда, которая организует работу компьютера.
2. ОС управляет устройствами, файлами и запуском приложений. Без неё редакторам обычно не с кем взаимодействовать, например чтобы показать окно или принять ввод с клавиатуры.
3. Установленные файлы приложений сами по себе не заменяют системное ПО. Наличие программы ещё не означает, что компьютер может её выполнить.

Ответ: без операционной системы пользователь обычно не сможет запустить редакторы. Прикладным программам нужна системная основа, которая обеспечивает взаимодействие с компьютером. Именно поэтому ОС считают основной системной программой.

Типичные ошибки

Считать, что программное обеспечение — это только приложения, неверно: в ПО входят также системные и инструментальные программы. Такую ошибку допускают, потому что прикладные программы заметнее всего в повседневной работе. Проверьте себя: спросите, относятся ли ОС и среда программирования к программам компьютера. Если да, они тоже являются частью ПО.

Путать операционную систему с прикладной программой — значит смешивать управление компьютером с решением отдельной задачи. ОС нужна для работы устройств и запуска приложений, а редактор помогает писать или изменять текст. Ошибка возникает, когда обе программы называют просто «программами на компьютере». Для проверки сформулируйте, какую именно работу выполняет каждая из них.

Называть любое ПО системным нельзя: название группы зависит от назначения, а не от того, что программа установлена на компьютере. Иногда так думают, потому что все программы в итоге выполняются аппаратурой. Проверьте программу по её главной функции: управление системой, пользовательская задача или разработка программ. Так можно отличить системное ПО от прикладного и инструментального.

Полагать, что устройства сами выполняют задачи пользователя, — ошибка: аппаратная часть нуждается в программном управлении. Её допускают, когда не разделяют физические устройства и команды, которые они выполняют. Для самопроверки представьте, что компьютер должен напечатать текст: одних клавиатуры и принтера недостаточно, чтобы выбрать и выполнить нужные действия. Команды и порядок работы задаются программами.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что компьютер состоит из аппаратных устройств, которые выполняют команды и обрабатывают данные. Это помогает увидеть, почему аппаратуре требуются программы. Понятия файла и папки пригодятся, чтобы разобраться, как ОС хранит и организует данные. Классификация ПО понадобится при изучении алгоритмов и программирования, а также в практической работе с приложениями.

Что запомнить

• Программное обеспечение — это совокупность программ компьютера.
• Системное ПО обеспечивает работу компьютера и запуск приложений.
• Операционная система — главная системная программа.
• Прикладное ПО помогает пользователю решать конкретные задачи.
• Инструментальное ПО используют для создания и отладки программ.
• Виды программного обеспечения различают по назначению.