какие системы программирования вам известны опишите их назначение
Системы программирования
Что такое система программирования
Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.
Специалисты с помощью сервисных возможностей систем программирования могут разрабатывать собственные компьютерные программы. При этом компьютерная программа состоит из совокупности указаний автоматизированной вычислительной системы, в результате выполнения которой получается требуемый результат.
Наиболее полное определение системы программирования и ее составляющих представлено в документе ГОСТ 19781-90. Согласно ему:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Система программирования — система, образуемая языком программирования, компиляторами или интерпретаторами программ, представленных на этом языке, соответствующей документацией, а также вспомогательными средствами для подготовки программ к форме, пригодной для выполнения.
Системы программирования позволяют программистам заниматься разработкой компьютерных программ. Данная задача значительно облегчается совершенствованием систем программирования, в которых постоянно расширяются пользовательские возможности, создается удобная среда для работы и оптимизируется процесс разработки программ.
Что входит в состав комплекса, основные компоненты
Система программирования обычно включает в себя следующие компоненты:
Компилятор — это особый вид транслятора, который переводит тексты с языка программирования высокого уровня (с того языка, которым пользуется программист при написании текста программы) на машинный язык (в машинный код, который понятен компьютеру).
Например, если пользователь пишет код на языке высокого уровня, таком как Java, и хочет его выполнить, то ему необходимо использовать специальный компилятор, разработанный для Java. Он занимается сканированием всей программы, транслированием ее в машинный код, который выполняется процессором компьютера, после чего выполняются необходимые задачи.
Интерпретатор — это исполняемый файл, который поэтапно читает программу, а затем обрабатывает, сразу выполняя ее инструкции. Он осуществляет программу поэтапно как часть собственного исполняемого файла.
Каждый раз, когда интерпретатор получает на выполнение код языка высокого уровня, то перед его конвертацией в машинный код, он преобразовывает этот код в промежуточный язык. Части кода последовательно интерпретируются и выполняются отдельно; при нахождении ошибок в составляющих кода процесс интерпретации останавливается.
Основные отличия компилятора от интерпретатора:
Интегрированная среда разработки — это набор инструментов для разработки и отладки программ, имеющий общую интерактивную графическую оболочку, поддерживающую выполнение всех основных функций жизненного цикла разработки программы.
Функции жизненного цикла разработки программы:
Основные компоненты интегрированной среды разработки:
Компоновщик — инструментальная программа, которая производит компоновку («линковку»): принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает из них исполняемый или библиотечный файл-модуль.
В системе программирования компоновщик необходим для связывания объектного и машинного кодов, а также подготовки объектной программы (файла) к работе в конкретной программной среде.
Библиотеки стандартных программ и функций состоят из совокупности подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих определенным единым требованиям к структуре, организации их входов и выходов, описаниям подпрограмм.
Важным компонентом понятия системы программирования являются отладочные программы.
Отладка — этап разработки компьютерной программы, на котором обнаруживают, локализуют и устраняют ошибки.
Программный модуль отладки позволяет выполнить основные задачи, связанные с мониторингом процесса выполнения результирующей прикладной программы. Отладка позволяет последовательно и пошагово выполнять итоговые программы, просматривать значения объявленных переменных, устанавливать контрольные точки, трассировку для того, чтобы идентифицировать места и виды ошибок в разработке.
Справочная система, входящая в состав системы программирования, предназначена для предоставления пользователю справочной информации по конкретной системе программирования.
Машинно-ориентированные системы программирования
Классификация машинно-ориентированных систем:
Машинно-независимые системы программирования
Машинно-независимые системы программирования — системы, позволяющие описывать алгоритмы решения задач и информацию, подлежащую обработке. Системы часто используются в широких кругах пользователей и не требуют особых знаний организации функционирования ЭВМ.
Виды языков программирования в машинно-независимых системах:
Процедурно-ориентированные являются основными языками описания алгоритмов, которые обеспечивают математические функции многих современных вычислительных машин.
Они включают в себя такие популярные языки как:
Проблемно-ориентированные языки — это формальные языки, предназначенные для описания данных (информации) и алгоритмов их обработки (программ) на вычислительной машине.
Основные проблемно-ориентированные языки:
Объектно-ориентированное программирование основано на методологии представления программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования.
Примеры объектно-ориентированных языков:
Примеры систем программирования
Актуальные системы программирования:
информатика
Лекции
1. Введение
ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ.
ИНФОРМАТИКА- НАУКА, ИЗУЧАЮЩАЯ СПОСОБЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОЗДАНИЯ, ХРАНЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ПЕРЕДАЧИ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ.
ИНФОРМАЦИЯ – ЭТО НАБОР СИМВОЛОВ, ГРАФИЧЕСКИХ ОБРАЗОВ ИЛИ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ, НЕСУЩИХ ОПРЕДЕЛЕННУЮ СМЫСЛОВУЮ НАГРУЗКУ.
В развитых странах большинство работающих заняты не в сфере производства, а в той или иной степени занимаются обработкой информации. Поэтому философы называют нашу эпоху постиндустриальной. В 1983 году американский сенатор Г.Харт охарактеризовал этот процесс так: «Мы переходим от экономики, основанной на тяжелой промышленности, к экономике, которая все больше ориентируется на информацию, новейшую технику и технологию, средства связи и услуги..»
2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Вся история развития человеческого общества связана с накоплением и обменом информацией (наскальная живопись, письменность, библиотеки, почта, телефон, радио, счеты и механические арифмометры и др.). Коренной перелом в области технологии обработки информации начался после второй мировой войны.
В вычислительных машинах первого поколения основными элементами были электронные лампы. Эти машины занимали громадные залы, весили сотни тонн и расходовали сотни киловатт электроэнергии. Их быстродействие и надежность были низкими, а стоимость достигала 500-700 тысяч долларов.
Появление более мощных и дешевых ЭВМ второго поколения стало возможным благодаря изобретению в 1948 году полупроводниковых устройств- транзисторов. Главный недостаток машин первого и второго поколений заключался в том, что они собирались из большого числа компонент, соединяемых между собой. Точки соединения (пайки) являются самыми ненадежными местами в электронной технике, поэтому эти ЭВМ часто выходили из строя.
В ЭВМ третьего поколения (с середины 60-х годов ХХ века) стали использоваться интегральные микросхемы (чипы)- устройства, содержащие в себе тысячи транзисторов и других элементов, но изготовляемые как единое целое, без сварных или паяных соединений этих элементов между собой. Это привело не только к резкому увеличению надежности ЭВМ, но и к снижению размеров, энергопотребления и стоимости (до 50 тысяч долларов).
История ЭВМ четвертого поколения началась в 1970 году, когда ранее никому не известная американская фирма INTEL создала большую интегральную схему (БИС), содержащую в себе практически всю основную электронику компьютера. Цена одной такой схемы (микропроцессора) составляла всего несколько десятков долларов, что в итоге и привело к снижению цен на ЭВМ до уровня доступных широкому кругу пользователей.
СОВРЕМЕННЫЕ КОМПЬТЕРЫ- ЭТО ЭВМ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ, В КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ БОЛЬШИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ.
6.ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ И ЕЕ ОБЪЕМ.
ЛЮБОЕ СООБЩЕНИЕ НА ЛЮБОМ ЯЗЫКЕ СОСТОИТ ИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СИМВОЛОВ- БУКВ, ЦИФР, ЗНАКОВ. Действительно, в каждом языке есть свой алфавит из определенного набора букв (например, в русском- 33 буквы, английском- 26, и т.д.). Из этих букв образуются слова, которые в свою очередь, вместе с цифрами и знаками препинания образуют предложения, в результате чего и создается текстовое сообщение. Не является исключением и язык на котором «говорит» компьютер, только набор букв в этом языке является минимально возможным.
В КОМПЬЮТЕРЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ 2 СИМВОЛА- НОЛЬ И ЕДИНИЦА (0 и 1), АНАЛОГИЧНО ТОМУ, КАК В АЗБУКЕ МОРЗЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ТОЧКА И ТИРЕ. Действительно, закодировав привычные человеку символы (буквы, цифры, знаки) в виде нулей и единиц (или точек и тире), можно составить, передать и сохранить любое сообщение.
ЭТО СВЯЗАНО С ТЕМ, ЧТО ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ТАКОМ ВИДЕ, ЛЕГКО ТЕХНИЧЕСКИ СМОДЕЛИРОВАТЬ, НАПРИМЕР, В ВИДЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. Если в какой-то момент времени по проводнику идет ток, то по нему передается единица, если тока нет- ноль. Аналогично, если направление магнитного поля на каком-то участке поверхности магнитного диска одно- на этом участке записан ноль, другое- единица. Если определенный участок поверхности оптического диска отражает лазерный луч- на нем записан ноль, не отражает- единица.
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО ИЗ ДВУХ СИМВОЛОВ-0 ИЛИ 1, НАЗЫВАЕТСЯ 1 БИТ (англ. binary digit- двоичная единица). 1 бит- минимально возможный объем информации. Он соответствует промежутку времени, в течение которого по проводнику передается или не передается электрический сигнал, участку поверхности магнитного диска, частицы которого намагничены в том или другом направлении, участку поверхности оптического диска, который отражает или не отражает лазерный луч, одному триггеру, находящемуся в одном из двух возможных состояний.
Итак, если у нас есть один бит, то с его помощью мы можем закодировать один из двух символов- либо 0, либо 1.
3 бита- 8 вариантов;
Продолжая дальше, получим:
4 бита- 16 вариантов,
7 бит- 128 вариантов,
8 бит- 256 вариантов,
9 бит- 512 вариантов,
10 бит- 1024 варианта,
В обычной жизни нам достаточно 150-160 стандартных символов (больших и маленьких русских и латинских букв, цифр, знаков препинания, арифметических действий и т.п.). Если каждому из них будет соответствовать свой код из нулей и единиц, то 7 бит для этого будет недостаточно (7 бит позволят закодировать только 128 различных символов), поэтому используют 8 бит.
ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ОДНОГО ПРИВЫЧНОГО ЧЕЛОВЕКУ СИМВОЛА В КОМПЬЮТЕРЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ 8 БИТ, ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ ЗАКОДИРОВАТЬ 256 РАЗЛИЧНЫХ СИМВОЛОВ.
СТАНДАРТНЫЙ НАБОР ИЗ 256 СИМВОЛОВ НАЗЫВАЕТСЯ ASCII ( произносится «аски», означает «Американский Стандартный Код для Обмена Информацией»- англ. American Standart Code for Information Interchange).
ОН ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ РУССКИЕ И ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ, ЦИФРЫ, ЗНАКИ ПРЕПИНАНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ДЕЙСТВИЙ И Т.П.
КАЖДОМУ СИМВОЛУ ASCII СООТВЕТСТВУЕТ 8-БИТОВЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОД, НАПРИМЕР:
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО СИМВОЛА ASCII НАЗЫВАЕТСЯ 1 БАЙТ.
Очевидно что, поскольку под один стандартный ASCII-символ отводится 8 бит,
Остальные единицы объема информации являются производными от байта:
1 КИЛОБАЙТ = 1024 БАЙТА И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО ПОЛОВИНЕ СТРАНИЦЫ ТЕКСТА,
1 МЕГАБАЙТ = 1024 КИЛОБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 500 СТРАНИЦАМ ТЕКСТА,
1 ГИГАБАЙТ = 1024 МЕГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ,
1 ТЕРАБАЙТ = 1024 ГИГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2000 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ.
СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ ИЗМЕРЯЕТСЯ В БОДАХ.
В частности, если говорят, что пропускная способность какого-то устройства составляет 28 Килобод, то это значит, что с его помощью можно передать по линии связи около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду.
7. СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ НА ДИСКЕ
ИНФОРМАЦИЮ НА ДИСКЕ МОЖНО ОБРАБОТАТЬ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ ОНА ЗАНИМАЛА МЕНЬШИЙ ОБЪЕМ.
Сжатие информации используют, если объем носителя информации недостаточен для хранения требуемого объема информации или информацию надо послать по электронной почте
Программы, используемые при сжатии отдельных файлов называются архиваторами. Эти программы часто позволяют достичь степени сжатия информации в несколько раз.
Назначение систем программирования
Для удобной разработки программ существуют специальные средства их создания, — системы (среды) программирования, которые обеспечивают весь цикл работы с программой — от ее разработки до выполнения и получения необходимых результатов.
Система программирования — это комплекс программных средств, предназначенных для автоматизации процесса подготовки и выполнения программ пользователя.
Назначение и состав систем программирования
Рассмотрим основные составляющие системы программирования:
Для сознательного понимания назначения составляющих системы программирования опишем этапы процесса разработки программы, связанные с использованием компьютера.
Редактор исходного кода
Вводим текст разработанной программы, которую называют исходным кодом, в компьютер и храним в памяти. Для этого система программирования имеет редактор текста, который обеспечивает ввод и редактирование исходного кода.
Компиляция и интерпретация
После введения программы и исправления ошибок, которые могли произойти во время ввода, осуществляется преобразование программы с языка программирования высокого уровня в двоичный код.
Такое преобразование осуществляется с помощью транслятора программ.
Различают два типа трансляторов: компиляторы и интерпретаторы.
В процессе интерпретации исходных текстов программ каждая команда (инструкция) последовательно превращается в двоичный код и сразу выполняется — на экране высвечивается результат ее выполнения. После завершения одной команды выполняется следующая и так далее до последней команды. Но результат преобразования не сохраняется, и каждый запуск программы начинается сначала.
В процессе компиляции осуществляется преобразование всего текста программного кода в двоичный код. Полученную после компиляции программу называют объектным модулем. Такая программа еще не готова к выполнению.
Исходный код обычно содержит ссылки на другие модули (подпрограммы), которые содержатся в библиотеке подпрограмм (например, модуль вычисления квадратного корня). Таким образом, к программному модуля нужно добавить коды необходимых подпрограмм, чтобы подготовить программу для исполнения.
Компилируемая программы выполняются быстрее интерпретируемых. Режим интерпретации нуждается в дополнительной основной памяти, поскольку интерпретатор должен все время храниться вместе с кодом. Но интерпретация в работе удобнее. Особенно для программистов, которые только начинают работать с системами программирования, так контролируется результат каждой команды.
Компоновка
После компиляции компоновщик (редактор связей) «склеивает» отдельные двоичные модули в единую программу, которая называется исполняемой программой. Этот процесс представлены на схеме:
Для дальнейшего выполнения программного кода, компилятор не нужен. Итак, после компиляции программа представлена двоичными символами 1 и 0 и готова к исполнению на компьютере.
Отладка и тестирование
Полученная программа, даже если она выполняется, не гарантирует, что нет логических ошибок. Она может выполняться, но результат исполнения может быть неправильным. Поэтому нужно провести тестирование (испытания) программы на предмет выявления и устранения в ней логических ошибок.
Тестирование — достаточно ответственный этап. В крупных IT-компаниях над разработкой программ, которые называют проектами, работают десятки и даже сотни программистов разных направлений. Одни из них разрабатывают проекты, другие занимаются тестированием программ, экономическим обоснованием и тому подобное.
На этом этапе применяется отладчик программ, который позволяет пошагово анализировать программу. Отладчик позволяет выполнять трассировку программы, устанавливать и удалять контрольные точки в программах, условия приостановления выполнения программы и тому подобное.
Создание переносимых программ
Описанный выше процесс разработки программ является классическим для процедурных языков программирования. Для программ, разработанных языком ООП, есть отличия. Их сущность заключается в том, что после компиляции создается не машинный, а промежуточный код, так называемый байт-код. С помощью специального программного обеспечения он затем превращается в машинный.
Такой подход обусловлен тем, что в Интернете свободно перемещаются данные и программы (апплеты — небольшие программы, предназначенные для передачи через Интернет и выполнения в браузере, совместимом с языком программирования). Их нужно защитить от вирусов и других вредоносных программ, а также реализовать переносимость программ.
Под переносимостью понимают возможность загрузки и выполнения апплета на компьютерах с любым типом процессора, любой операционной системой и браузером, подключен к Интернету. Именно эти проблемы и позволяет решить байт-код.
Понятно, что использование любого промежуточного кода, в том числе и байт-кода, снижает скорость выполнения программ и требует дополнительных аппаратных средств. Впрочем, эти потери незначительны по сравнению с полученным выигрышем. Если бы ООП-программа сразу компилировалась в машинный код, то для каждого компьютера со своим типом процессора необходимо было бы иметь отдельную версию той самой программы, что экономически крайне невыгодно.
Иногда используются так называемые динамические компиляторы. Их сущность заключается в том, что байт-код компилируется в машинный код не весь сразу, а отдельными фрагментами, по мере необходимости. Другие части кода могут выполняться в режиме интерпретации. Тем самым достигается высокая эффективность работы с кодом.
Примеры систем программирования
Системы (среды) программирования часто именуются по названию языка, например среда Pascal, среда Delphi. Иногда название системы содержит префикс, указывающий на разработчика среды: название системы Turbo-C означает, что ее разработчиком является фирма Borland.
Сегодня все чаще используются интегрированные среды программирования, которые обеспечивают работу с несколькими языками. Такими системами являются, например, IntelliJ IDEA, Eclipse. Вариант Ultimate Edition системы IDEA обеспечивает работу с языками программирования Java, PHP, Python.
Некоторые системы программирования поддерживают как режим интерпретации, так и режим компиляции программ.
Далее, в процессе описания языка программирования Python, мы будем применять среду IDLE.
Системы программирования
Вы будете перенаправлены на Автор24
Неотъемлемой частью современных ЭВМ являются системы программного обеспечения, которые являются средствами, расширяющими возможности аппаратуры и сферу ее использования. Эти системы являются посредником между человеком и вычислительной машиной, автоматизируют выполнение определенных функций в соответствии с профилем специалистов и режимами их взаимодействия с ЭВМ. Программное обеспечение повышает эффективность труда пользователя. Программное обеспечение подразделяют на общее и специальное.
Общее программное обеспечение служит для реализации функций, связанных с работой ЭВМ. Оно состоит из операционной системы, системы программирования, программ технического обслуживания.
Специальное программное обеспечение состоит из прикладных программ, проблемно ориентированных на решение определенных задач.
Состав систем программирования
Системы программирования представляют комплексы инструментальных программных средств для работы с программами на определенном языке программирования.
Используя подобные системы программисты имеют возможность разрабатывать свои собственные компьютерные программы.
Системы программирования состоят из: трансляторов с языков высокого уровня; редактирующих и компонующих средств, а также средств загрузки программ; макроассемблеров (машинно-ориентированных языков); отладчиков машинных программ.
Языки программирования
Язык программирования составляет ядро системы программирования. Они могут быть процедурными и непроцедурными.
Готовые работы на аналогичную тему
Компьютер лишь механически выполняет эти предписания.
Процедурные языки могут быть представлены языками низкого и высокого уровня.
С использованием языков низкого уровня (машинно-ориентированных) создаются программы в машинных кодах. С такими языками тяжело работать, однако созданные на них программы малы по объему и быстродейственны. Используя языки программирования низкого уровня, разрабатывают системные программы, драйвера и др.
Программы, созданные на языках высокого уровня, представляют собой наборы заданных команд, которые близки по своему звучанию к естественному (английскому) языку.
К наиболее известным процедурным системам программирования относят:
Среди непроцедурных языков программирования наиболее известны:
Машинно-ориентированные системы программирования
По уровню формализации входного языка, целевому назначению и структуре системы программирования делят на: машинно-ориентированные и машинно-независимые.
Машинно-ориентированные состоят из входного языка, наборов операторов и изобразительных средств. Для систем подобного типа характерны:
По степени автоматического программирования машинно-ориентированные системы подразделяют на классы:
Машинно-независимые системы программирования
Эти системы программирования являются средством описания алгоритмов решения задач и обрабатываемой информации. Их удобно использовать широкому кругу пользователей, поскольку не требуется знаний особенностей организации функционирования ЭВМ.
Машинно-независимые системы программирования подразделяют на:
Интерпретаторы и компиляторы
Компилятор прежде чем запустить программу на выполнение полностью обрабатывает ее текст:
Далее сгенерированный объектный код обрабатывается специальной программой — сборщиком или редактором связей. В результате текст программы преобразовывается в готовый к исполнению файл, он сохраняется в памяти компьютера или на диске. Этот файл может самостоятельно работать под управлением опера¬ционной системы.
Интерпретатор используется для анализа очередного оператора языка из текста програм¬мы и запуска его на исполнение. Перейти к выполнению следующего оператора интерпретатор может только после успешного выполнения текущего. При многократном выполнении одного и того же оператора интерпретатор каждый раз выполняет его так, будто впервые. В результате программы, содержащие большие объемы повторяющихся вычислений, работают медленно.
К основным недостаткам компиляторов можно отнести трудоемкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложной структуры. Используя интерпретатор, наоборот, можно остановить работу программы в любой момент, организовать диалог с пользователем, исследовать содержимое памяти, выполнить любые сложные преобразования данных и при этом постоянно осуществлять контроль за состоянием окружающей программно-аппаратной среды, благодаря чему достигают высокой надежности работы. Интерпретаторы удобно использовать при изучении про¬граммирования, так как они дают возможность понять механизм работы каждого оператора языка в отдельности.
Системы программирования. Прикладное программное обеспечение
Урок 15. Информатика 7 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Системы программирования. Прикладное программное обеспечение»
На прошлых уроках мы узнали:
· Программное обеспечение – это все программы, которые предназначены для выполнения на компьютере.
· Программное обеспечение можно разделить на три категории: системное, прикладное и системы программирования.
· К системному программному обеспечению относится операционная система и сервисные программы, которые обеспечивают работу компьютера.
· Прикладное программное обеспечение.
Мы уже знаем, что самые первые компьютеры были нужны для проведения сложных расчётов. Это были громоздкие машины, занимавшие порой целые здания. Как же с их помощью производились вычисления? Чтобы задать такой машине задачу для расчёта её переключатели устанавливались в определённом порядке и подключались провода. Однако количество переключателей не было бесконечным. То есть задачи для расчёта имели ограниченный объём. И использовать такие компьютеры могли считанные единицы людей во всём мире.
Возможно у некоторых из вас возник вопрос, как появилось такое множество самых разных программ для компьютеров? Всё началось с идеи задавать команды процессору, не изменяя электрическую схему самого компьютера. Стало проще задавать целые последовательности команд для выполнения в виде единиц и нулей. Ноль обозначал отсутствие электрического сигнала, а единица – его наличие. Эти последовательности команд процессору и были первыми программами. Процесс создания компьютерных программ и называется программированием. Программисты – это люди, которые создают компьютерные программы, а языки программирования – формальные языки, созданные для записи компьютерных программ.
Самый первый язык программирования назывался Plankalkül (Планкалкюль) – такое сложное немецкое название раскладывается на две простые составляющие: план и калькуляция, то есть – исчисление планов. Планкалкюль был придуман в период 1943–1945 гг. немецким учёным Конрадом Цузе как средство программирования для компьютера Z4. Однако из-за второй мировой войны он так и не был реализован.
До 50-х годов всё ещё использовались машинные коды. Команды машинных кодов для разных процессоров были разными. Для использования таких кодов нужно было хорошо знать устройство компьютера и особенности его процессора. Потому компьютеры всё ещё были недоступны большинству людей.
Вскоре на смену машинным языкам стали приходить языки ассемблера. Они упрощали написание программ для различных процессоров и могли собирать воедино отдельные части программ. Однако для работы с такими языками всё ещё был необходим высокий уровень знаний оборудования компьютера в целом, и понимания особенностей процессоров в частности. Так, как эти языки позволяют полностью использовать возможности конкретных моделей процессоров, в некоторых случаях они используются и сегодня.
В середине 50-х годов был реализован первый язык высокого уровня Fortran (Фортран). Сейчас большинство программ пишется именно на языках высокого уровня. Языки высокого уровня получили такое название, потому что многие команды в них записываются словами естественного разговорного языка, и сам язык имитирует разговорный. Программисту стало гораздо проще понимать и изучать язык программирования. Эти языки не привязаны к конкретным процессорам или другому оборудованию. Одна и та же программа, написанная на них выглядит одинаково для всех моделей компьютеров.
Главная особенность всех языков программирования в том, что они полностью формальны. Все правила в них носят явный характер. Программы, которые на них написаны, можно трактовать только однозначно. Благодаря этому компьютерная программа точно знает, что делать с данными, которые задал пользователь.
Существует несколько тысяч языков программирования. Некоторые языки программирования имеют широкое распространение и их использует большое количество программистов по всему миру. Другие языки используются считанными единицами людей. Все языки программирования имеют свои особенности. Некоторые из них больше подходят для создания программ, которые проводят математические расчёты, другие – для создания веб-страниц, третьи – для работы с базами данных.
Поэтому некоторые профессиональные программисты могут использовать в своей работе около десятка разных языков программирования. В следующем году мы начнём изучать язык программирования Pascal (Паскаль). Он был придуман в 1970 г. Никлаусом Виртом для обучения студентов программированию. Паскаль используется для самых разных целей, в частности хорошо подходит для написания небольших программ, выполняющих математические расчёты.
Программы на языках программирования можно записать на любом материальном носителе, даже на бумаге. Однако для того, чтобы компьютер выполнил программу, её нужно задать. Последовательность команд, из которых состоит программа, записанная на языке программирования – это исходный код программы. Компьютер переводит исходный код программы в машинные коды, проверяет его правильность. Если нужно, он указывает программисту ошибки в программе. Это происходит благодаря системам программирования. Так называется совокупность программ, которая предназначена для разработки программного обеспечения на языке программирования.
Из каких же программ состоят системы программирования? Первая из них – встроенный текстовый редактор. С его помощью программист вводит и изменяет текст программы, пользуясь при этом библиотеками стандартных функций и процедур, которые упрощают этот процесс. Для того, чтобы перевести программу в машинные коды, необходима программа-компилятор или программа-интерпретатор. Компилятор при первом запуске переводит всю программу в машинный код целиком. И при каждом следующем запуске он выполняет уже готовый машинный код. Интерпретатор при каждом новом запуске построчно переводит программу в машинный код и выполняет его. В каждой системе программирования есть программа-отладчик. Она находит ошибки в исходном коде программы и указывает на них программисту.
Мы знаем, что для работы с информацией на компьютере не обязательно знать программирование. Это возможно благодаря самому разному прикладному программному обеспечению или приложениям. Так называются программы, с помощью которых можно обрабатывать информацию не используя программирование. По применению прикладное программное обеспечение можно разделить на два вида. Это приложения общего назначения и приложения специального назначения.
Приложения общего назначения используют практически все пользователи. Они нужны для обработки разных видов информации. Рассмотрим некоторые из них:
· Текстовые редакторы предназначены для создания и обработки текстовой информации. Некоторые из них поставляются в комплекте с операционной системой Windows. Например Блокнот и WordPad. Так же популярны бесплатный текстовый редактор для Windows NotePad++ и кроссплатформенный Vim.
· Графические редакторы нужны для обработки изображений. Они бывают растровые и векторные. Растровые графические редакторы заносят изображение в память компьютера как множество точек. Векторные графические редакторы воспринимают изображение как набор геометрических фигур. Популярные растровые графические редакторы – это платный редактор Adobe Photoshop и бесплатный Gimp. С операционной системой Windows поставляется редактор Paint. Наиболее популярные векторные графические редакторы – это коммерческий CorelDRAW и бесплатный Inkscape.
· Мультимедийные проигрыватели воспроизводят звук, анимацию и видео. В комплекте с операционной системой виндоус поставляется проигрыватель Windows Media. Широко распространён кроссплатформенный бесплатный проигрыватель MPlayer.
Ещё к приложениям общего назначения относятся:
· электронные таблицы, для автоматизации расчётов,
· системы управления базами данных.
С многими приложениями общего назначения вы познакомитесь на уроках информатики в средней и старшей школе.
Разные офисные пакеты содержат различные приложения общего назначения. Как правило это текстовый процессор, редактор электронных таблиц, редактор презентаций, система управления базами данных и многое другое.
Популярные офисные пакеты: коммерческий MicrosoftOffice для Windows и бесплатные кроссплатформенные OpenOffice и LibreOffice.
Приложения специального назначения используют квалифицированные пользователи в разных сферах профессиональной деятельности. К ним относятся:
· Издательские системы. С их помощью создают макеты печатной продукции.
· Бухгалтерские системы для учёта денег в организациях.
· Математические пакеты для выполнения сложных расчётов.
· Различные экспертные системы и справочники для поиска профессиональной информации.
· Системы автоматизированного проектирования для работы с чертежами.
· Программы компьютерного моделирования, которые проводят виртуальные испытания оборудования и сооружений.
· Образовательные приложения и системы автоматического тестирования.
· Языки программирования – это формальные языки, предназначенные для создания компьютерных программ.
· Система программирования – это совокупность программ, предназначенная для разработки программного обеспечения на языке программирования.
· В систему программирования входят: встроенный текстовый редактор, библиотека встроенных функций и процедур, компилятор или интерпретатор и отладчик.
· Приложения (прикладное программное обеспечение) – это программы для обработки информации без использования программирования.
· Приложения общего назначения используются всеми пользователями для обработки различных видов информации.
· Приложения специального назначения используются квалифицированными пользователями в разных сферах профессиональной деятельности.