Текст
                    ТЕХНИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
1. Программное обеспечение компьютера, состав и структура.
2. Операционные системы и их основные функции.
3. Графический пользовательский интерфейс.
4. Файловая структура операционной системы.
5. Служебные программы.
6. Архиваторы.
7. Антивирусные программы.
1. Программное обеспечение компьютера, состав и структура
Компьютерная программа представляет собой последовательность
команд, записанных в двоичной форме на машинном языке, понятном
процессору компьютера. Совокупность готовых к исполнению программ,
хранящихся в оперативной и внешней памяти компьютера, называется
его программным обеспечением.
Виды программного обеспечения
Можно выделить три основных вида программного обеспечения:
системное, прикладное и инструментальное.
Системное программное обеспечение обеспечивает согласованное
взаимодействие устройств компьютера и создает условия для выполнения
остальных программ. Самой важной частью системного программного
обеспечения является операционная система – программа, необходимая для
работы компьютера. Операционная система выполняет следующие функции:
 обеспечение пользовательского интерфейса, то есть программных
средств диалога человека и компьютера;
 управление выполнением других программ на компьютере, в том
числе организация их доступа к устройствам (процессору, памяти,
устройствам ввода-вывода);
 управление хранением информации на компьютере в виде
иерархической системы папок, содержащих файлы.
Можно сказать, что операционная система является средой, в которой
выполняются остальные программы.
К системному программному обеспечению относятся также драйверы –
программы управляющие работой устройств ввода-вывода и некоторых
других устройств, позволяющие настраивать параметры их работы..
В состав системного программного обеспечения входят также
антивирусы и другие программы, связанные с обслуживанием компьютера.
Системные программы часто называют утилитами (от лат. utilis – полезный).
Прикладное программное обеспечение (приложения) – это программы,
непосредственно предназначенные для удовлетворения потребностей
пользователя:

текстовые и графические редакторы;

программы работы с электронными таблицами;


 системы управления базами данных;  средства просмотра web-страниц;  обучающие системы, электронные энциклопедии, игры;  специализированные программные системы, предназначенные дляавтоматизации определенного вида профессиональной деятельности, например, банковские системы, системы управления транспортными перевозками, системы геометрического моделирования в машиностроении. К инструментальному программному обеспечению относятся средства автоматизации разработки компьютерных программ, то есть инструменты программиста. Инструментальное ПО — это разновидность прикладного ПО (оно является прикладным для разработчика). При разработке программного обеспечения необходимо представлять алгоритмы в форме, понятной компьютеру. Для этого используются комплексы программ, называемые системами программирования. Они составляют основу инструментального программного обеспечения. Взаимосвязь программного обеспечения (уровни программной конфигурации) 2. Операционные системы и их основные функции Операционная система является базовой и необходимой составляющей ПОкомпьютера, без нее компьютер не может работать в принципе. Операционная система – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера. Операционная система обеспечивает связь между пользователем, программами и аппаратными устройствами. Структура операционной системы: 1. Ядро – переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятный компьютеру. 2. Драйверы – программы, управляющие устройствами.
3. Интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером. Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой. В состав операционной системы входит специальная программа – командный процессор, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их. В состав операционной системы входят драйверы устройств – специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Любому устройству соответствует свой драйвер. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды посредством мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры. Операционная система содержит также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т. д .), выполнять операции с файлами (архивировать и т. д.), работать в компьютерных сетях и т. д . Для удобства пользователя в операционной системе обычно имеется и справочная система. Она предназначена для оперативного получения необходимой информации о функционировании как операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей. 3. Графический пользовательский интерфейс C точки зрения пользователя, все современные операционные системы персональных компьютеров очень похожи друг на друга. Они предлагают общее средство диалога человека с компьютером – графический объектный интерфейс пользователя. Интерфейсом пользователя называется программно реализованные средства общения человека и компьютера. В системах с графическим интерфейсом пользователь управляет компьютером, выбирая мышью нужные пункты меню, кнопки, значки и другие элементы интерфейса. Если для управления компьютером используются команды на специальном языке, вводимые с клавиатуры, то такой интерфейс называется командным. Основными объектами графического интерфейса операционных систем являются рабочий стол, занимающий весь экран монитора, и расположенные на нем значки, окна и панель задач.
4. Файловая структура операционной системы Минимальная единица храненияданных на запоминающих устройствах – файл. Файл (File) – это последовательность произвольного числа байтов, хранящихся во внешней памяти компьютера и обладающая уникальным именем. Имя файла = собственно имя.расширение файла Имя файла разделено на две части: собственно имя файла (префикс) и расширение (суффикс), определяющее его тип (программа, данные и т.д .). Расширение имени файла – последовательность символов, добавляемых к имени файла и предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Файловая система – это функциональная часть операционной системы, определяющая способ организации, хранения и именования данных на дисках и обеспечение доступа к ним. Функции файловой системы:  работа с файлами и папками(создание, удаление, переименование, копирование и перемещение файлов и папок, навигация по файловой структуре с целью доступа к задаваемому файлу, папке).  работа с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д .) Файловая система  отслеживает размещение файлов на диске и свободное дисковое пространство,  обеспечивает пользователю удобный интерфейс при работе с данными и совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. Иерархическая структура, в виде которой операционная система отображает файлы и папки диска, называется файловой структурой.
Папка (Folder) или каталог (директория (Directory)) – это место на диске, файл, в котором содержится список файлов, входящих в него, и их атрибуты. Имя папки определяется так же, как и имя файла, но обычно без расширения. Каталог может содержать в себе файлы и другие каталоги, которые называются подкаталогами или вложенными каталогами. Каталог самого верхнего уровня, не входящий ни в одну из папок, называется корневым каталогом. Папки и файлы хранятся на носителе данных (жестком диске, компакт-диске, flash-памяти и т.д .), который обозначается латинской буквой отA:доZ: Каталоги и файлы образуют дерево каталогов. Файл характеризуется уникальным путем доступа к нему. 5. Служебные программы Для формирования на диске магнитной структуры служит программа Форматирование диска. В процессе форматирования диск разбивается на дорожки, сектора и кластеры, кластеры адресуются для дальнейшего хранения данных на диске. Вызывается в окне Проводника командой Файл/Форматировать. В настоящее время продаются уже отформатированные диски. Но в некоторых случаях возникает необходимость произвести форматирование повторно для устранения повреждений диска и восстановления его магнитной структуры. При этом пользователь должен знать, что форматирование уничтожает всю информацию на диске. В процессе эксплуатации диска может возникнуть фрагментация файла, т.е . его разделение на несколько отдельных частей. Это замедляет процесс считывания фалов. Для устранения фрагментации файлов служит служебная программа Дефрагментация дисков. В результате ее работы файлы на диске перезаписываются на цельные участки. Чтобы запустить программу Дефрагментация дисков следует выполнить команду Главного меню Программы/ Стандартные /Служебные / Дефрагментация диска. 6. Архиваторы Для создания архивных копий рационально использовать специально разработанные программы архивации файлов, которые сжимают информацию. Принцип работы любого архиватора базируется на поиске в файле «избыточной» информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема. Степень сжатия файла при архивировании сильно зависит от его формата. Некоторые форматы данных (например графические .tiff, .gif) предполагают сжатие, выполняемое программой, создающей файл данного
типа. Но даже такие файлы современные архиваторы уменьшают в размерах. Лучше всего сжимаются при архивации текстовые файлы (на 50–70 %), несколько хуже – программы (20–30 %). Программы-архиваторы позволяют не только экономить место, но и объединять группы файлов в один архивный файл, что заметно облегчает ведение архивов. Кроме того, они осуществляют контроль правильности хранения и целостности заархивированных файлов. К основным функциям архиваторов относятся: архивация указанных файлов или всей папки; извлечение (разархивация) отдельных или всех файлов из архива в текущую папку (или в указанный каталог); просмотр содержимого архива (состав, свойства упакованных файлов, структура каталога и т.д .); проверка целостности архива; восстановление поврежденных архивов; ведение многотомных архивов; создание самораспаковывающихся архивов, разархивация которых не требует наличия накомпьютера исходного архиватора, и др. Кроме того, возможна защита информации в архивном файле с помощью пароля. В настоящее время широко распространены архиваторы WinZip, WinRar. 7. Антивирусные программы Компьютерный вирус – программа, ориентированная на существование и размножение в файле за счет его несанкционированного изменения, т.е . заражения, а также выполнения нежелательных действий на компьютере. Заражение подозревается, если: ОС не загружается; некоторые программы перестают работать или начинают работать неправильно; на экран выводятся посторонние символы, сообщения; работа на компьютере существенно замедляется; некоторые файлы оказываются испорченными или исчезают; изменяется размер и др. атрибуты файлов; увеличиваетс я количество файлов на диске и т.д . Объекты вирусной атаки: загрузчик ОС, главная загрузочная запись диска, драйверы устройств, ПО и документы. Основными источниками заражения являются электронная почта, сеть Интернет, локальная сеть, съемные диски (флеш-карты, CD, DVD). Для профилактики заражения вирусами необходима периодическая проверка на наличие вирусов обновленными версиями антивирусных программ, проверка данных извне; резервное копирование данных и жесткое разграничение доступа. По среде обитания вирусы делятся на: – файловые – в основном заражают исполняемые файлы (типа .com и .exe); – системные – заражают модули операционной системы, драйверы устройств, таблицы размещения файлов и таблицы разделов; – загрузочные – внедряются в сектор начальной загрузки; – файлово-загрузочные – повреждают загрузочные секторы дисков и файлы.
Средой обитания сетевых вирусов являются компьютерные сети. В настоящее время это наиболее распространенный тип вирусов, которые передаются чаще всего в виде присоединенных файлов почтовых сообщений. По степени воздействия вирусы подразделяются на безвредные, неопасные, опасные и разрушительные. По особенностям алгоритма различают вирусы: репликаторы – быстро размножаются и заполняют оперативную память своими копиями; черви – обитают в компьютерных сетях и рассылают свои копии по компьютерам сети; троянские кони –маскируются под полезные программы, но дополнительно выполняют разрушительные действия (на-пример сбор конфиденциальной информации – паролей, имен) вплоть до уничтожения системы; логические бомбы – встраиваются в программные комплексы и бездействуют до наступления определенного события, после чего реализуются заложенные в них функции; стелс-вирусы – вирусы-невидимки – перехватывают обращения ОС к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо своего тела незараженные объекты; макровирусы – используют возможности макроязыков, встроенных в офисные пакеты. По способу заражения среды обитания вирусы подразделяются на: резидентные – постоянно размещается в оперативной памяти, перехватывает обращения ОС к другим объектам и заражают их; нерезидентные вирусы – активны ограниченное время и память не заражают. Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения и ликвидации последствий заражения вирусом. Они могут контролировать обращения к жесткому диску и предупреждать пользователя о подозрительной активности, а также обеспечивают надежную защиту почтовых сообщений от вирусов. По выполняемым функциям антивирусные программы подразделяют на следующие типы: – ревизоры – запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей до заражения компьютера и сравнивают его с текущим состоянием. При обнаружении несоответствия пользователю выдается предупреждение; – фильтры – резидентные программы, которые обнаруживают подозрительные действия при работе компьютера, изменения атрибутов файлов, записи в загрузочный сектор диска и др.; – доктора – обнаруживают и лечат зараженные объекты, удаляя тела вирусов; – детекторы – обнаруживают заражения одним или несколькими известными вирусами. Большинство программ-детекторов выполняют также функцию «доктора»; – вакцины – выполняют модификацию файла или диска так, чтобы это не отражалось на их работе, но вирус считал бы их уже зараженными.
Рассмотрим некоторые примеры антивирусных программ. AntiVirusKaspersky(Лаборатория Касперского) – лечит и проверяет упакованные и архивные файлы, сетевые диски; обеспечивает защиту в режиме реального времени от угроз как известных, так и новых вредоносных программ (вирусов, троянских программ и червей, шпионских и рекламных программ, почтовых, интернет-трафика и др.) . NortonAntiVirus(Symantec) – защищает от вирусов при работе с сетями и съемными носителями данных; проверяет сообщения электронной почты; лечит сжатые файлы; гарантирует максимальный уровень безопасности; позволяет защищать и восстанавливать файлы, сохранять их уровень секретности. PandaTitaniumAntivirus(PandaSoftware) – обнаруживает и удаляет вирусы любого типа во время получения/отправки электронной почты, загрузки файлов или работы в Internet, защищает от «дозвонщиков» – программ, которые незаметно подключают модем к платным номерам, утилит скрытого управления, опасных скрытых файлов и других угроз безопасности; проводит самодиагностику.