Компьютерные программы

Определения и обозначения

Компьютерная программа — последовательность команд, по которым компьютер выполняет определённую задачу. Команды задают порядок действий и должны быть записаны так, чтобы их мог обработать компьютер. Благодаря программе устройство не просто включено, а выполняет полезную работу, например открывает документ или меняет изображение.

Программное обеспечение — совокупность программ, необходимых для работы компьютера и пользователя. В него входят не только привычные приложения, но и программы, которые помогают управлять устройствами и запускать приложения. Это понятие удобно, когда нужно говорить обо всех программах компьютера вместе.

Операционная система — основная программа, управляющая устройствами компьютера, файлами и запуском других программ. Она распределяет работу между устройствами и помогает приложениям взаимодействовать с ними. Без неё пользователю было бы трудно управлять компьютером и организовывать работу разных программ.

Прикладная программа — программа для решения пользовательской задачи: работы с текстом, изображениями, таблицами или мультимедиа. Пользователь выбирает её в зависимости от того, что нужно сделать. Например, для набора текста нужен текстовый редактор, а для обработки фотографии — графический редактор.

Как это устроено

Аппаратные устройства компьютера могут быть исправны, но сами по себе они не знают, какую задачу выполнить. Процессор умеет обрабатывать команды, память — хранить данные, а экран — показывать изображение, однако для полезной работы нужно согласовать их действия. Эту роль выполняют программы: они задают порядок операций и помогают использовать возможности устройств. Поэтому компьютер без программ не становится неисправным, но не может выполнять привычные пользователю задачи.

Чтобы задача стала понятной компьютеру, её представляют как последовательность простых команд. Например, при открытии документа программе нужно найти данные, передать их для обработки и показать результат на экране. Процессор выполняет команды одну за другой, а при необходимости обращается к памяти и другим устройствам. Если порядок команд изменится или команда окажется неверной, результат тоже может измениться, поэтому в программе важна точность.

Операционная система связывает пользователя, прикладные программы и аппаратные устройства. Пользователь выбирает действие через интерфейс, то есть доступные ему элементы управления; программа сообщает ОС, что ей требуется, а ОС организует обращение к нужному устройству. Например, приложению не обязательно самостоятельно управлять каждым движением печатающей головки: оно передаёт задачу системе, которая помогает наладить связь с принтером. Такое посредничество упрощает работу и позволяет разным приложениям пользоваться одними устройствами.

Прикладную программу обычно запускают через операционную систему, потому что именно она находит программу, загружает её команды в оперативную память и выделяет ресурсы. Ресурсы — это, например, время процессора, память и доступ к устройствам. Если одновременно запущено много приложений, они могут конкурировать за эти ресурсы, поэтому ОС распределяет их работу. Закрытие ненужной программы освобождает часть ресурсов для других задач.

Программы различаются по назначению. Системные обеспечивают работу компьютера и помогают управлять его ресурсами; прикладные решают задачи пользователя, например редактируют текст. Инструментальные программы предназначены для создания и отладки других программ, то есть для поиска и исправления ошибок в командах. Классифицируя программу, нужно учитывать её главную роль, а не только наличие окна или то, что человек нажимает на её кнопки.

Виды компьютерных программ

Чтобы воспользоваться таблицей, сначала найдите основное назначение программы, а затем сравните его с первой строкой. Примеры помогают проверить вывод, но одна только форма программы — например, наличие окна — не определяет её вид. Некоторые программы могут выполнять несколько функций, поэтому при классификации ориентируйтесь на главную.

Разбор задач

1. Распределяем программы по видам

Нужно определить вид Windows, текстового редактора, графического редактора, среды программирования и антивируса. Названия не всегда прямо подсказывают ответ, поэтому сначала выясним, какую задачу решает каждая программа. Затем проверим, управляет ли она компьютером, помогает ли пользователю или служит для создания программ.

1. Windows управляет работой компьютера, устройствами и запуском приложений. Поэтому это системная программа — операционная система.
2. Текстовый и графический редакторы помогают создавать и изменять документы и изображения. Значит, оба относятся к прикладным программам.
3. Среда программирования нужна для написания и проверки программ, поэтому она инструментальная. Антивирус защищает компьютер и относится к системным служебным программам.

Ответ: Windows и антивирус — системные программы, текстовый и графический редакторы — прикладные, среда программирования — инструментальная. Мы распределили их по основной задаче, а не по тому, как выглядит их интерфейс. Такой способ подходит и для программ с незнакомыми названиями.

2. Создаём, сохраняем и печатаем документ

Нужно объяснить, какие программы участвуют в работе с текстовым документом от набора до печати. На первый взгляд может показаться, что всё делает текстовый редактор, но ему требуется помощь других программ. Проследим путь документа по шагам и определим роль каждого участника.

1. Пользователь вводит текст в прикладной программе — текстовом редакторе. Редактор обрабатывает введённые данные и показывает их на экране.
2. При сохранении редактор передаёт операционной системе команду записать документ. ОС и файловая система помогают выбрать место и сохранить данные в файле.
3. При печати редактор отправляет запрос ОС, а система организует взаимодействие с принтером. Устройство получает данные документа и печатает страницы.

Ответ: участвуют текстовый редактор, операционная система, файловая система и принтер. Редактор нужен для работы с содержимым, а ОС помогает сохранять файл и обращаться к устройству. Поэтому выполнение одной задачи может требовать совместной работы нескольких программ и аппаратных устройств.

3. Подбираем программы для учебной работы

Нужно набрать текст, построить диаграмму, проверить компьютер на вирусы и создать простую программу. Для каждого действия подберём программу по её назначению, а затем отнесём её к соответствующему виду. Если одна программа умеет выполнять несколько действий, выбираем ту функцию, которая нужна в условии.

1. Для набора текста подойдёт текстовый редактор, а для построения диаграммы — табличный процессор или программа для диаграмм. Это прикладные программы: они помогают выполнить конкретную учебную задачу.
2. Для проверки компьютера на вирусы нужен антивирус. Его относят к системным служебным программам, поскольку он помогает защищать компьютер.
3. Чтобы создать простую программу, нужна среда программирования. Она инструментальная, так как предоставляет средства для записи и проверки команд.

Ответ: для текста и диаграммы выбираем прикладные программы, для проверки на вирусы — системную служебную, для создания программы — инструментальную. Все они используют ресурсы компьютера, но выполняют разные роли. Перед выбором полезно сформулировать задачу, которую предстоит решить.

Типичные ошибки

Считать программой только приложение. Так думают, потому что именно приложения чаще всего открывают для выполнения повседневных задач. Но программное обеспечение включает также операционную систему и служебные программы. Проверьте себя: если программа управляет работой компьютера или поддерживает её, она тоже относится к ПО.

Путать операционную систему с прикладной программой. У обеих может быть понятный интерфейс, поэтому кажется, что их назначение одинаково. Однако ОС организует работу компьютера и запуск приложений, а прикладная программа решает задачу пользователя. Чтобы проверить ответ, спросите себя, сможет ли программа работать с устройствами и другими приложениями на уровне всей системы.

Называть программу физической частью компьютера. Иногда это происходит потому, что программы запускаются на конкретном устройстве и видны на экране. Но программа — это набор команд, а не деталь, которую можно потрогать, как клавиатуру или процессор. Проверьте себя: если предмет относится к аппаратным устройствам, это не программа.

Относить к прикладным любую программу, которой пользуется человек. Человек может запускать и ОС, и антивирус, и среду программирования, но это не делает их прикладными. Ошибка возникает, если учитывать только факт использования, а не назначение. Для проверки определите главную роль: решение пользовательской задачи, управление компьютером или создание других программ.

Связь с другими темами

Для изучения программ полезно знать основные устройства компьютера и понимать, как в нём представляется информация: программы используют устройства для обработки и хранения данных. Тема связана с файлами и папками, потому что ОС помогает сохранять документы и организовывать их. Она понадобится при изучении алгоритмов и программирования, где команды составляют в определённом порядке. Знание видов программ помогает выбирать инструменты для учебных задач и безопасно работать с компьютером, например понимать назначение антивируса.

Что запомнить

• Компьютерная программа задаёт компьютеру последовательность команд.
• Программное обеспечение включает системные, прикладные и инструментальные программы.
• Операционная система управляет ресурсами компьютера и обеспечивает запуск других программ.
• Прикладные программы предназначены для решения конкретных пользовательских задач.
• Инструментальные программы используются для создания и отладки новых программ.
• Для выполнения одной задачи могут совместно работать несколько видов программ.