Учебно-методическое пособие для студентов вузов Павлодар (стр. 11 из 76)

Системный уровень — переходной. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие программ с программами базового уровня, то есть выполняют «посреднические» функции. Например, при подключении нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием, такие программы называют драйверами. Программы системного уровня отвечают за взаимодействие с пользователем, то есть благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой, получать результат. Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы.

Служебный уровень – программы обслуживания операционной системы. К этому уровня относятся все сервисные программы, называемые утилитами (архиваторы, антивирусные программы, программы проверки диска и т.д.)

Прикладной уровень – программы для решения конкретных прикладных программ (например, Microsoft Word, Microsoft Access, 1С:Бухгалтерия и т.д.)

Файл – это поименованная область на диске, имеющая уникальное имя. Имя файла может содержать от 1 до 8 символов для DOS и от 1 до 255 символов для Windows. Расширение описывает содержание файла.

*.exe, *.com, *.bat – исполнимые файлы

Каталог (папка) – это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размерах файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов. Папки и файлы образуют иерархическую структуру, которая называется файловой структурой.

Программа – упорядоченная последовательность команд компьютера, составленная для решения задачи.

Процесс создания программы можно представить схематично в виде последовательности действий:

Постановка задачи – алгоритм решения – программирование – отладка программы – программный продукт.

Постановка задачи – обобщенный термин, который определяет исходные и выходные условия решаемой задачи.

Алгоритм – система инструкций, определяющая процесс преобразования исходных данных (входная информация) в результат решения поставленной задачи (выходная информация).Алгоритм – это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Свойства алгоритмов:

- дискретность – возможность разбиения процесса обработки информации на более простые этапы;

- определенность – однозначность выполнения отдельного шага преобразования информации;

- выполнимость (результативность) – возможность получения желаемого результата при заданной входной информации за конкретное число шагов;

- универсальность (массовость) – пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

Программирование – это решение задачи средствами конкретного языка программирования и оформление полученных результатов в виде программы.

Отладка программы – процесс обнаружения и устранения ошибок в программе, производимой по результатам ее тестирования на компьютере.

Программный продукт – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной задачи.

Алгоритмы подразделяются на:

- линейные - наборы команд, выполняемых последовательно во времени друг за другом;

- разветвляющиеся – алгоритмы, содержащие хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов;

- циклические – алгоритмы, предусматривающие многократное повторение одного и того же действия над новыми исходными данными.

Способы представления алгоритмов.

1. Словесно-формульное описание – на естественном языке с использованием математических формул.

2. Графическое описание в виде блок-схемы – набор связанных между собой геометрических фигур. Для обозначения шагов решения в виде схемы алгоритма используются специальные обозначения:

	Выполнение операции или группы операций, в результате которых изменяется значение, форма представления или расположения данных.
	Выбор направления выполнения алгоритма или программы в зависимости от условий
	Ввод исходных данных или вывод результатов обработки
	Начало, конец выполнения программы
	Использование ранее созданных или отдельно описанных алгоритмов или программ
	Указание связи между прерванными линиями потока, связывающими графические обозначения блок-схемы
	Комментарий

Программа – это набор машинных команд, которые следует выполнить для реализации алгоритма. Команды, поступающие в процессор по его шинам, на самом деле являются электрическими сигналами, то есть их можно представить как совокупность нулей и единиц. Разным командам соответствуют разные числа. Поэтому программа, с которой работает процессор, представляет собой последовательность чисел, называемую машинным кодом. Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру служат языки программирования. Текст программы обрабатывается специальными служебными программами, которые называются трансляторами. С помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст, описывающий ранее разработанный алгоритма. Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код (для этого служат программы-компиляторы), либо поочередно выполнять команды языка (программы-интерпретаторы.

Разновидности программирования:

- объектно-ориентированное – центральным является понятие класса (множество объектов, обладающих определенными свойствами);

- структурное- сосредотачивается на процессе разделения программы на логические части, называемые модулями, и последовательное программирование каждой части.

Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня. Языком самого низкого уровня является язык ассемблера.

СРСП 5 – Программное обеспечение ПК

Подготовьте (устно) ответы на следующие вопросы:

1 Каково происхождение слова «алгоритм»?

2 Что такое исполнитель? Приведите примеры.

3 Из каких элементов состоят алгоритмы?

4 Охарактеризуйте способы представления алгоритмов.

5 Какова роль языка в представления алгоритмов?

6 В чем состоит свойство дискретности алгоритма?

7 В чем состоит свойство детерминированности алгоритма? Можно ли говорить о детерминированности алгоритмов, использующих случайные числа?

8 Что означает свойство результативности алгоритма?

9 Можно ли считать алгоритмами процедуры, подразумевающие обработку бесконечных последовательностей чисел?

10 В чем состоит свойство локальности шагов алгоритма?

11 Что означает «массовость» алгоритма?

12 Каков жизненный цикл программных систем?

13 Каковы основные общие требования к процессу проектирования программ?

14 Что такое декомпозиция?

15 В чем состоит модульный подход к разработке программ?

16 В чем состоит структурный подход к проектированию программ?

17 В чем состоит объектный подход к разработке программ?

18 Что называется тестированием программы?

Осн.:[2],[3],[6],[7][9 c. 560 - 607]

Доп.:[30],[33],[34]

Тема 4 Операционные системы, оболочки, среды

Цель: раскрыть понятия – операционная система, операционная оболочка, операционная среда; изучить функции операционных систем, примеры операционных систем.

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи - это, конечно, операционная система. Точно также как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы.

Таким образом, под ОС обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой из компонентов прикладного ПО обязательно работает под управлением ОС (пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС. Любые команды, прежде чем попасть в прикладную программу, проходят через ОС).