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.

Вопросы:

·      Системы программирования.

·      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,

·      редакторы презентаций,

·      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.

Важно запомнить:

·      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.