§ 21. Программное обеспечение

Определения и обозначения

Программное обеспечение — совокупность программ, предназначенных для управления компьютером и выполнения пользовательских задач. Проще говоря, это команды, благодаря которым устройства компьютера работают согласованно. ПО нужно, чтобы компьютер не просто имел исправные детали, а мог выполнять полезные действия.

Системное программное обеспечение — программы, обеспечивающие работу компьютера и взаимодействие пользователя с его устройствами. Оно помогает запускать приложения, управлять файлами и использовать ресурсы компьютера. Без него пользователь не смог бы удобно отдавать команды аппаратным устройствам.

Прикладное программное обеспечение — программы для решения конкретных пользовательских задач. К нему относятся, например, текстовые процессоры и графические редакторы. Такие программы нужны не для управления компьютером в целом, а для работы, учёбы, общения или творчества.

Система программирования — набор средств для создания, проверки и отладки компьютерных программ. Она включает язык программирования и специальные инструменты. С её помощью разработчик записывает команды, ищет ошибки и готовит программу к работе.

Как это устроено

Исправные детали компьютера сами по себе не знают, какую задачу им выполнять. Процессор может обрабатывать команды, а экран — показывать изображение, но для этого устройствам нужны указания. Их задают программы, поэтому без программного обеспечения компьютер не сможет, например, открыть документ или воспроизвести видео.

ПО связывает пользователя, прикладные программы и аппаратные устройства. Пользователь выбирает действие в приложении, приложение передаёт запрос системным программам, а те организуют работу устройств. Такая последовательность нужна потому, что человеку не приходится управлять процессором, памятью и другими частями компьютера напрямую.

Системное и прикладное ПО различаются назначением. Системное ПО организует работу компьютера и помогает разным устройствам и программам взаимодействовать. Прикладное ПО решает задачу человека, например редактирует текст; для этого оно использует ресурсы, предоставленные системой, и обычно зависит от оборудования и операционной системы.

Операционная система (ОС) — главный компонент системного ПО, который координирует работу компьютера. Она управляет файлами, устройствами и памятью, а также запускает программы. Это необходимо, чтобы приложения могли обращаться к ресурсам по понятным правилам и не должны были самостоятельно управлять каждым устройством.

Для создания новой программы используют систему программирования. В неё входит язык программирования — набор правил, по которым записывают команды, — и инструменты для работы с ними. Проверка и отладка помогают обнаружить и исправить ошибки, поэтому разработчику не приходится искать их только после того, как программа уже запущена пользователем.

Основные виды программного обеспечения

Чтобы определить вид программы, сначала выясни, для чего она нужна: управляет компьютером, решает задачу пользователя или помогает создавать другие программы. В таблице приведены типичные примеры, но при классификации лучше опираться прежде всего на назначение. Например, антивирус обычно относят к служебным системным программам.

Разбор задач

Задача 1. Распределить по группам программы Windows, текстовый процессор, антивирус, графический редактор и среду программирования. Сначала нужно определить, какую работу выполняет каждая из них, а затем сопоставить её с назначением трёх видов ПО. Название программы само по себе не всегда подсказывает правильную группу.

1. Windows управляет работой компьютера и запуском программ, поэтому это системное ПО.
2. Текстовый процессор и графический редактор помогают выполнять задачи пользователя, значит, это прикладные программы.
3. Антивирус защищает компьютер; в школьной классификации его обычно относят к служебным системным программам.
4. Среда программирования предназначена для создания и проверки программ, следовательно, это система программирования.

Ответ: Windows и антивирус — системное ПО; текстовый процессор и графический редактор — прикладное ПО; среда программирования — система программирования. Проверка рассуждения проста: для каждой программы нужно спросить, управляет ли она компьютером, выполняет ли задачу пользователя или помогает создавать программы.

Задача 2. Пользователю нужно подготовить доклад. Определить, какие программы из списка — операционная система, текстовый редактор, браузер и среда программирования — непосредственно пригодятся для этой задачи и какую роль выполняет каждая. Важно не смешивать программу для работы компьютера со средствами подготовки самого доклада.

1. Операционная система нужна для работы компьютера и запуска приложений, но не создаёт содержание доклада.
2. Текстовый редактор подходит для набора и оформления текста.
3. Браузер поможет найти материалы в интернете, если для этого есть доступ к сети.
4. Среда программирования нужна для создания программ, поэтому для обычного доклада не требуется.

Ответ: для подготовки доклада непосредственно пригодятся текстовый редактор и, при поиске сведений, браузер. Операционная система обеспечивает их работу, а среда программирования для этой задачи не нужна. Значит, часть программ необходима для выполнения задачи, а часть — для работы компьютера или других целей.

Задача 3. Что произойдёт, если попытаться запустить прикладную программу на компьютере без операционной системы? Чтобы ответить, нужно проследить, как приложение получает доступ к памяти и устройствам. Оно рассчитано на работу в программной среде, а не на прямое самостоятельное управление всеми компонентами компьютера.

1. Прикладной программе нужны ресурсы, например память, и возможность взаимодействовать с устройствами.
2. Обычно эти ресурсы и взаимодействие организует операционная система.
3. Если ОС нет, приложению не хватает необходимой среды для штатной работы.

Ответ: обычная прикладная программа, как правило, не запустится или не сможет работать правильно. Причина не в том, что программа бесполезна, а в её зависимости от системного ПО и аппаратных ресурсов. Поэтому системное ПО должно обеспечивать работу компьютера, прежде чем пользователь сможет выполнять задачи в приложениях.

Типичные ошибки

Ошибка: считать операционную систему прикладной программой. Так думают, потому что человек видит её меню и управляет ею. Но ОС организует работу компьютера и других программ, поэтому относится к системному ПО. Проверь себя вопросом: управляет ли программа ресурсами компьютера и помогает ли запускать приложения?

Ошибка: называть отдельный файл или документ программным обеспечением. Документ содержит данные, а программа — команды для их обработки; их легко перепутать, если файл открывают в приложении. Чтобы проверить себя, спроси, выполняет ли объект команды или хранит текст, изображение либо другие сведения.

Ошибка: относить антивирус или архиватор к прикладным программам без уточнения назначения. Они действительно нужны пользователю, но в школьной классификации обычно считаются служебными системными программами. Проверяй не только того, кто использует программу, но и её основную роль: защита и обслуживание компьютера относятся к системным задачам.

Ошибка: считать, что приложение может работать без системного ПО. Она возникает, если забыть, что программе нужны память и доступ к устройствам. Обычно операционная система предоставляет подходящую среду и распределяет ресурсы. Проверь ответ, выяснив, кто организует запуск приложения и его взаимодействие с компьютером.

Связь с другими темами

Для изучения ПО полезно знать назначение основных устройств компьютера, а также понимать, что такое файл и операционная система. Эти знания помогают увидеть, какие ресурсы использует программа и как пользователь работает с данными. Тема пригодится при изучении файловой системы, компьютерных сетей, информационной безопасности и установки программ. Классификация ПО помогает выбирать средства для учёбы и становится основой для дальнейшего изучения программирования.

Что запомнить

• Программное обеспечение состоит из программ, работающих на компьютере.
• Системное программное обеспечение обеспечивает работу компьютера и его устройств.
• Операционная система является главным компонентом системного программного обеспечения.
• Прикладные программы предназначены для решения задач пользователя.
• Системы программирования предназначены для создания новых программ.
• Аппаратное и программное обеспечение работают совместно.