Класифікація та загальна характеристика програмного забезпечення ( 8 клас)

Тема уроку: Класифікація та загальна характеристика програмного забезпечення. Ліцензії на програмне забезпечення, їх типи. Системне програмне забезпечення. Класифікація та основні функції операційних систем. Службове програмне забезпечення. Поняття інсталяції та деінсталяції програмного забезпечення. Проблеми сумісності програмного забезпечення. Форматування носіїв даних.

Цілі:

ü   навчальна: поглибити розуміння понять: програмне забезпечення, про­грама; формувати розуміння невід’ємного поєднання апаратної і програмної складових у сучасному комп’ютері, необхідності до­тримуватися вимог ліцензії під час використання програмного забезпечення; вчити форматувати носії даних, інсталювати програмне забезпечення;

ü   розвивальна: розвивати логічне мислення;

ü   виховна: виховувати інформаційну культуру, дбайливе ставлення до комп’ютерної техніки.

Тип уроку: Комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний етап

v Привітання

v Перевірка присутніх

v Перевірка готовності учнів до уроку

ІІ. Актуалізація опорних знань

Ми вже звикли до слiв: комп'ютер, програма, операцiйна система, текстовий редактор тощо. Закономiрно виникають питання:

ü  Що називається програмою;         

ü  Де відображаються назви програм, установлених на комп’ютері;

ü  Як запустити програму на виконання;

ü  Які програми називають операційною системою;

ü  Коли слід дотримуватись авторського права;

ü  Що таке інтерфейс операційної системи та як він реалізується в операційній системі Windows 7.

ІІІ. Оголошення теми та мети уроку . Мотивація  навчальної діяльності

Учитель. Як ви вважаєте, чи може комп’ютер працювати без програмного забезпечення? Дійсно, ні. Щоб «оживити» його, потрібно багато різних програм. Тому сьогодні нам треба розібратись, які існують програми.

IV. Засвоєння нового матеріалу

Яке програмне забезпечення потрібне для роботи комп’ютера?

Ви вже знаєте, що без програм комп’ютер не зможе працювати, а буде лише набором електронних пристроїв.

Для розв’язування задач на комп’ютері потрібно, щоб кожна програма була налагоджена та мала відповідну до­кументацію. Тому стосовно роботи на комп’ютері часто ви­користовують термін програмне забезпечення (software), під яким розуміють сукупність програм і правил, а також документації, щодо функціонування комп’ютера для опра­цювання даних.

Розрізняють програми різного рівня:

Програми базового рівня зберігаються у спеціальних мікросхемах постійного запам’ятовуючого пристрою та утворюють базову систему введення-виведення — BIOS. Програми та дані записуються в ПЗП на етапі виробни­цтва й не можуть бути змінені в процесі експлуатації. Програми цього рівня забезпечують взаємодію з базовими апаратними засобами.

Програми системного рівня забезпечують взаємодію інших програм комп’ютера з програмами базового рівня та безпосередньо з апаратним забезпеченням. При під’єднанні до комп’ютера нового обладнання на сис­темному рівні має бути встановлена програма, що забезпечує для решти програм взаємозв’язок із цим пристроєм. Конкретні програми, призначе­ні для взаємодії з конкретними пристроями, називають драйверами. Ін­ший клас програм системного рівня відповідає за взаємодію з користува­чем. Завдяки таким програмам є можливість вводити дані до комп’ютера, управляти його роботою й отримувати результат у зручному для корис­тувача вигляді. Це засоби забезпечення користувацького інтерфейсу, від них залежить зручність і продуктивність роботи з комп’ютером.

Програми службового рівня взаємодіють як із програмами базово­го рівня, так і з програмами системного рівня. Призначення службових програм (утиліт) полягає в автоматизації перевірки та налаштування комп’ютера, а також для покращення функцій системних програм, під­вищення ефективності роботи комп’ютера та розширення можливостей його використання. До таких програм належать програми для роботи з архівами даних (наприклад, 7-zip, WinRar), оптимізації розміщення да­них на диску (наприклад, defrag), антивірусні програми (наприклад, Intel Security-McAfee, Symantec Norton™ Security, Zillya! Internet Security), програми тестування комп’ютера (наприклад, SсanDisk) тощо.

Програмне забезпечення прикладного рівня являє собою комп­лекс прикладних програм, за допомогою яких виконуються конкрет­ні завдання (від виробничих до творчих, розважальних і навчальних). Між прикладним і системним програмним забезпеченням існує тісний взаємозв’язок. Прикладні програми призначені для комп’ютерної під­тримки виконання прикладних завдань. Розрізняють прикладні програ­ми загального та професійного (спеціального) призначення (мал. 5.2).

До прикладного програмного забезпечення загального призначення належать: текстові та графічні редактори і процесори, програми створен­ня мультимедійних презентацій, табличні процесори, системи управлін­ня базами даних, засоби підтримки комунікацій тощо.

До прикладного програмного забезпечення загального призначення відносять також програми для комп’ютерної підтримки вивчення різних навчальних предметів, іноземних мов, віртуальні фізичні та хімічні лабораторії, програми для електронного перекла­ду з іноземних мов, швидкого набору тексту на клавіатурі тощо. Досить зручно користуватись електронними довід­никами та енциклопедіями. Головною їх перевагою перед паперовими аналогами є компактність і зручність у пошуку відомостей.

Прикладне програмне забезпечення професійного (спеці­ального) призначення потрібне для вузькоспеціалізованого використання. У таких програмах враховується специфіка конкретних задач, і складені вони на основі спеціальних ме­тодів подання та опрацювання даних, властивих конкретній галузі практичної діяльності людей. До програм професійно­го призначення належать програми для проведення матема­тичних обчислень (наприклад, Mathlab, MathCad), системи автоматизованого проектування (наприклад, AutoCad), про­грами для проведення бухгалтерських операцій (наприклад, 1С-бухгалтерія), редактори тривимірної графіки та анімації (наприклад, 3D MAX Studio) тощо.

Для розробки як прикладного, так і системного про­грамного забезпечення комп’ютера існують спеціальні про­грами — інструментальне програмне забезпечення. Таки­ми інструментальними засобами є системи програмування, призначені для сприймання та опрацювання програм, запи­саних однією чи декількома мовами програмування (напри­клад, С, С#, С++, Pyton, Visual Basic, Delphi). Крім того, є системи, що підтримують кілька мов програмування, напри­клад Microsoft Visual Studio.NET.

Якими є правила використання програмного забезпечення?

Комп’ютерні програми створюють програмісти. Розробка нового програмного забезпечення (ПЗ) — трудомісткий і три­валий процес, що потребує глибоких знань і певних навичок, насамперед у галузі математики та інформатики. Будь-які програми мають ціну та власника, тобто комусь належать.

Більшість програмних продуктів є комерційними, тоб­то передбачають плату за їх використання. Наприклад, на платній основі розповсюджується таке програмне забезпечення, як операційна система Windows, пакет прикладних офісних програм Microsoft Office, антивірусне програмне забезпечення, програми для комп’ютерної підтримки навчання, комп’ютерні ігри.

Будь-яке програмне забезпечення розповсюджується на основі лі­цензійних угод, а не лише продається та купується. Програми, що роз­повсюджуються безкоштовно, також передбачають ознайомлення з лі­цензійною угодою та підтвердження користувачем дотримання правил використання програмного забезпечення, визначених такою угодою.

Ліцензія на програмне забезпечення — правовий документ, що визначає правила використання та поширення програмного забез­печення.

Програмне забезпечення є об’єктом інтелектуальної власності, всі права на нього належать розробнику.

Це право захищається Законом України «Про авторське право та су­міжні права». За цим законом під час продажу програмного забезпечення розробник не передає кінцевому користувачеві свої права на певну про­граму, а лише дозволяє використовувати (ліцензує) цю програму. На упа­ковці програмного продукту, як правило, зазначається стисла ліцензій­на угода, яка визначає основні права та обов’язки виробника і власника одержаного програмного продукту.

На жаль, не всі програмні продукти, що продаються, є легальними. З юридичної точки зору до піратського програмного забезпечення нале­жать усі комп’ютерні програми, які розповсюджуються, встановлюють­ся на комп’ютери й використовуються з порушенням умов їх ліцензійної угоди. Наприклад, самостійно створені копії ліцензійної програми пере­стають бути легальними, а подібні дії є порушенням авторських прав і спричиняють правову відповідальність.

Ліцензійне програмне забезпечення здебільшого може записуватись на окремий компакт-диск і постачатись разом із супроводжувальною до­кументацією в кольоровій картонній коробці або в спеціальній упаковці. Доступ до ліцензійного програмного забезпечення можна отри­мати також на сайті виробника, вказавши персональний пароль ліцензії.

Які існують види ліцензій на програмне забезпечення?

Розрізняють різні види ліцензій на програми. Основні з них:

■  власницькі (пропрієтарні);

■  вільні;

■  відкриті.

Вони істотно різняться щодо прав кінцевого користувача на викорис­тання програми.

Власницька, або пропрієтарна, ліцензія (від англ. proprietary — влас­ницький) передбачає, що розробник ПЗ дає дозвіл користувачу викорис­товувати одну або декілька копій програми, але при цьому сам залиша­ється правовласником усіх цих копій. Таким чином, практично всі права на ПЗ залишено за розробником, а користувач здобуває лише дуже об­межений набір окреслених прав. Для пропрієтарних ліцензій типовим є накладання великої кількості умов, що забороняють певні варіанти ви­користання ПЗ, навіть тих, які без цієї заборони були б дозволені зако­ном про авторське право. Прикладом пропрієтарної ліцензії може бути ліцензія на операційну систему Microsoft Windows, яка включає великий список заборонених варіантів використання.

Найзначнішим наслідком застосування пропрієтарної ліцензії є те, що кінцевий користувач зобов’язаний прийняти її, бо за законом власни­ком ПЗ є не користувач, а розробник програми. У разі відмови прийняти ліцензію користувач взагалі не може працювати з програмою.

Вільні та відкриті ліцензії не залишають права на конкретну копію про­грами її розробнику, а передають найважливіші з них кінцевому користу­вачу, який і стає власником. У результаті користувач отримує важливі права, які Закон про авторське право зазвичай дає лише власнику копії. Проте всі авторські права на ПЗ, як і раніше, залишаються в розробника.

Ліцензія Freeware (безкоштовне ПЗ) не потребує виплат правовласнику, не має обмежень щодо функціональності й часу роботи. Проте таке ПЗ можна поширювати без тексту програми, і можуть бути обмеження щодо комерційного використання чи модифікації програми.

Ліцензія Free software (вільне ПЗ) надає максимальну кількість прав користувачам: користування, поширення, модифікація. Для цього типу ПЗ створюються спеціальні ліцензії для врегулювання прав та обов’язків авторів і користувачів.

Відмінність між безкоштовним та вільним ПЗ полягає в тому, що згід­но з ліцензією Freeware користувачі не мають права поширювати програ­ми, дарувати, модифікувати тощо, а згідно з Free software — це дозволя­ється. Часто, хоча не завжди, вони відрізняються ще й тим, що вільне ПЗ надають разом із текстом програми.

Для чого потрібна операційна система, які її функції?

Основою системного програмного забезпечення є операційна система (наприклад, Windows, Linux).

Операційна система (ОС) — це програмний комплекс, що забезпечує:

· управління ресурсами — злагоджену роботу всіх апаратних засобів комп’ютера;

· управління процесами — виконання всіх програм та їх взаємо­дію з пристроями комп’ютера та даними;

· взаємодію (обмін відомостями та даними) між користувачем і комп’ютером.

Операційна система починає працювати одразу після ввімкнення комп’ютера. Певну її частину — BIOS — розміщено на мікросхемі постій­ної пам’яті. Ця частина містить сукупність програм, які після ввімкнення комп’ютера автоматично тестують усі його пристрої та в разі їх справної ро­боти завантажують в оперативну пам’ять частину операційної системи — програму-завантажувач. Далі вже вона завантажує в оперативну пам’ять комп’ютера потрібні для подальшої роботи модулі операційної системи. Після завершення завантаження ОС управління переходить до командного процесора — частини ОС, що забезпечує виконання команд користувача. Поки комп’ютер працюватиме, деяка частина операційної системи завжди залишатиметься в ОЗП. Цю частину ОС називають резидентною. За потре­би до оперативної пам’яті буде завантажено інші частини ОС.

До складу сучасних операційних систем входять такі основні компоненти:

■ ядро — центральна частина ОС, що забезпечує прикладним програмам координований доступ до ресурсів комп’ютера (часу, що витрачається процесором для опрацювання окремих завдань, оперативної пам’яті, зовнішніх пристроїв уведення та виведення даних), перекладаючи їх команди з мови прикладних програм мовою двійкових кодів для по­дальшого опрацювання комп’ютером;

■ драйвери — програми для перекладу вказівок комп’ютера мовою певного пристрою (принтера, сканера, звукової або відеокарти тощо) та навпаки;

■ утиліти — допоміжні програми, призначені для обслуговування дис­ків, перевірки комп’ютера, налаштування параметрів роботи;

■ інтерфейс — правила взаємодії операційної системи та користувача, які визначають зручність роботи.

До основних функцій операційної системи належать:

· створення середовища виконання та взаємодії прикладних програм;

· розподіл апаратних ресурсів комп’ютера між прикладними програмами;

· надання прикладним програмам засобів для ефективного використання пристроїв і виконання типових операцій введення та виведення даних;

· зберігання даних пристроями пам’яті;

· надання інтерфейсу, за допомогою якого користувачі управлятимуть виконанням прикладних програм та вмістом пристроїв пам’яті;

· забезпечення взаємодії комп’ютерів у мережах.

Останнім часом операційні системи на комп’ютери встановлюють ви­робники чи компанії, що займаються комплектацією, продажем та об­слуговуванням комп’ютерів. Однак користувачі за потреби можуть само­стійно встановити чи замінити операційну систему на своєму комп’ютері. Для цього необхідно придбати відповідний пакет програм, перевірити на­явність ліцензії, оскільки комп’ютерні програми захищаються Законом про авторське право, та встановити за певними правилами операційну систему на комп’ютер.

Як класифікують операційні системи?

Операційні системи (ОС) можна класифікувати за такими ознаками:

· цільове призначення для:

· великих універсальних високопродуктивних ЕОМ (мейнфреймів);

· ПК;

· мобільних пристроїв;

· вбудованих систем;

· кількість користувачів, які одночасно працюють із системою:

· локаль­ні — однокористувацькі та мережеві — багатокористувацькі;

· кількість задач, які може розв’язувати користувач за їх допомогою одночасно: однозадачні й багатозадачні;

· інтерфейс користувача — основний спосіб взаємодії користувача з ОС:

· інтерфейс командного рядка — управління за допомогою введених із клавіатури команд;

· графічний інтерфейс — вибір із меню або вказування на графіч­ні зображення (WIMP-інтерфейс, від англ. Window, Icon, Menu, Pointer — вікно, значок, меню, вказівник);

· SILK-інтерфейс — введення вказівок за допомогою голосу (від англ. Speech, Image, Language, Knowledge — мовлення, образ, мова, знання);

· жестовий інтерфейс — управління за допомогою сенсорного екра­на, джойстика тощо;

· ресурси, мінімально необхідні для її роботи: мінімальна ємність опе­ративної та дискової пам’яті, тип процесора;

· відкритість: можливість користувача, що знає мови програмування, вносити потрібні зміни в її окремі модулі;

· кількість розрядів, що опрацьовують дані у процесорі одночасно:

· 16-розрядні;

· 32-розрядні;

· 64-розрядні.

Найвідомішими є операційні системи: MS Windows, GNU/Linux, UNIX, OS/2, MacOS, iOS, Android. Однією з перших відомих операційних систем була MS-DOS, яку в минулому встановлювали на більшість комп’ютерів, проте з часом її замінили на ОС із графічним інтерфейсом

Наприклад, операційні системи Windows та Linux забезпечують робо­ту кількох користувачів одночасно (мережеві), а MS-DOS є однокористу- вацькою операційною системою; операційні системи MS-DOS та UNIX передбачають введення користувачем усіх вказівок із клавіатури, а при роботі з операційною системою Windows користувачеві, щоб вказати на виконання операції, достатньо вибирати на екрані комп’ютера графічні об’єкти та меню. Операційна система Linux, на відміну від ОС Windows, має відкритий код.

Які програми належать до службових програмних засобів?

До службових програм належать такі групи програм.

Диспетчери файлів (файлові менеджери). За їх допомогою виконуєть­ся більшість операцій з обслуговування файлової структури: копіюван­ня, переміщення, перейменування файлів, створення папок, видалення об’єктів, пошук файлів та навігація у файловій структурі. Базові про­грамні засоби містяться у складі програм системного рівня і встановлю­ються разом з операційною системою.

Архіватори (засоби стиснення даних). Призначені для створення ар­хівів. Файли архівів мають підвищену щільність запису даних, за раху­нок чого ефективніше використовуються носії даних.

Засоби діагностики. Призначені для автоматизації процесів діагнос­тування програмного та апаратного забезпечення. Їх використовують для виправлення помилок і для оптимізації роботи комп’ютерної системи.

Програми інсталяції (встановлення). Призначені для контролю за до­даванням у поточну програмну конфігурацію нового програмного забез­печення. Вони слідкують за станом і зміною навколишнього програмного середовища, відслідковують і протоколюють утворення нових зв’язків. Прості засоби управління встановленням та вилученням програм міс­тяться у складі операційної системи, але можуть використовуватись і до­даткові службові програми.

Засоби комунікації. Дають змогу встановлювати з’єднання з віддаленими комп’ютерами, передають повідомлення електронної пошти, пересилають факси­мільні повідомлення тощо.

Засоби перегляду та відтворення. При­значені для перегляду зображень та відтво­рення аудіо- або відеофайлів. Використову­ються, якщо до файлів не потрібно вносити зміни.

Засоби комп’ютерної безпеки. До них належать засоби пасивного та активного захисту даних від пошкодження, несанк­ціонованого доступу, перегляду та зміни да­них. Засоби пасивного захисту — це службові програми, призначені для резервного копію­вання. Як засіб активного захисту застосову­ється антивірусне програмне забезпечення.

Для захисту даних від несанкціонованого доступу, їх перегляду та зміни використовують спеціальні системи, базовані на криптографії.

 Коли програмне забезпечення потребує інсталяції та деінсталяції?

Більшість програм постачають для продажу та поширення у стисне­ному вигляді. Для нормальної роботи їх потрібно розпакувати, а необ­хідні дані — правильно розташувати на комп’ютері, враховуючи від­мінності між комп’ютерами та налаштуваннями користувача. У процесі встановлення виконують різні тести на відповідність заданим вимогам, а комп’ютер необхідним чином налаштовують для зберігання файлів і да­них, необхідних для правильної роботи програми.

Процес встановлення (інсталяція) програмного забезпечення на комп’ютер користувача може бути здійснений за допомогою:

· менеджера пакетів — особливої програми у складі операційної системи (наприклад, APT в Linux, Програми та засоби в Microsoft Windows 7);

· засобу встановлення — спеціальної програми у складі самого програм­ного забезпечення.

Встановлення програмного забезпечення зазвичай включає в себе роз­ташування всіх необхідних програмі файлів у відповідних місцях файло­вої системи, а також зміну та створення конфігураційних файлів. Мене­джери пакетів також виконують контроль залежностей, перевіряючи, чи є в системі необхідні для роботи даної програми засоби, а в разі успішного встановлення реєструють новий програмний засіб у переліку наявних.

Деякі комп’ютерні програми створені таким чином, що їх встановлю­ють простим копіюванням файлів у потрібне місце. Про такі програми кажуть, що вони не вимагають інсталяції, їх поширюють копіюванням. Інсталяція великих програм буває:

· типова (англ. — typical, normal);

· мінімальна (англ. — minimum);

· повна (англ. — full);

· керована користувачем (англ. — custom).

Вилучення (деінсталяцію) програм потрібно здійснювати за допомо­гою системних чи спеціальних програмних засобів. Просте вилучення файлів не приводить до вилучення програми з реєстру встановленого про­грамного забезпечення.

У яких випадках говорять про проблеми сумісності програмного забезпечення?

Сьогодні існує багато різних виробників як електронної складової, так і програм­ного забезпечення комп’ютера. Це призвело до проблем їх сумісності — здатності різних об’єктів взаємодіяти між собою. Якщо проблему апарат­ної сумісності вже майже вирішено, то проблема сумісності програмного забезпечення досі ще є актуальною. Розрізняють види сумісності про­грамного забезпечення на рівні:

■ виконуваних файлів;

■ програмних кодів (програма може бути виконана на різних комп’ютерах під управлінням різних операційних систем);

■ форматів файлів даних (програми можуть відрізнятися за інтерфей­сом, набором функцій, але працювати з однаковими документами);

■ мережевої сумісності (здатність програм обмінюватися даними через мережу).

Що таке форматування носіїв даних і за допомогою якого програмного забезпечення воно здійснюється?

До службового програмного забезпечення належать також програми для обслуговування носіїв даних. Найбільш уживаною серед них є про­грама форматування. Її зазвичай виконують перед встановленням усіх програм на жорсткий диск, а також після придбання додаткового носія даних.

Форматування (англ. formatting) — процедура створення структур по­рожньої файлової системи вказаного типу — розподіл доріжок жорсткого магнітного диска чи іншого носія даних (наприклад, флеш-накопичувача чи карти пам’яті) на фізичні чи логічні записи, що виконується перед першим використанням диска. Форматування накопичувача, що містить дані, супроводжується втратою всіх даних.

У процесі форматування також можуть перевірятися цілісність носія й виправлятися пошкодження.

Пристрої зберігання даних, зокрема флеш-накопичувачі й карти пам’яті, можуть надходити в продаж уже відформатованими вироб­ником.

Фізкультхвилинка

V. Засвоєння нових знань, формування вмінь

Робота з підручником:

Впр.1 ст. 36

Впр.2  ст. 38

Практичне завдання. Працюємо в парах 

1.           Запустіть текстовий процесор та створіть новий документ. У контекстному меню Комп'ютер відкрийте вкладку Властивості. Знайдіть, розшифруйте і введіть у документ характеристики ОЗП.

2.           За каталогами інтернет-магазинів знайдіть опис ОЗП. Скопіюй­те в документ посилання на сторінку та стислий опис харак­теристик вибраної ОЗП. За цими даними визначте і запишіть: пропускну здатність; тип; обсяг; частоту. Збережіть файл з іме­нем Вправа 2 у папці за вказівкою вчителя.

VI. Підсумки уроку

Рефлексія

1. Що розуміють під терміном software?

2. Які розрізняють рівні програмного забезпечення?

3. Для чого призначені програми базового рівня?

4. Назвіть типи програм службового рівня.

5. Що таке системне програмне забезпечення?

6. Які є типи системного програмного забезпечення?

7. Які є сервісні програми?

8. Чим відрізняються безкоштовні та відкриті комп’ютерні програми?

9. Що таке ліцензія на програму? Чи мають комп’ютерні ігри ліцензії? Чи мають їх навчальні програми?

10. Що таке операційна система? Які її функції?

11. Назвіть складові сучасних операційних систем. Яка з них забезпечує розподілення ресурсів між програмами та пристроями комп’ютера?

12. Чому не можна працювати на комп’ютері без операційної системи? Хто має встановлювати операційну систему на новий комп’ютер?

13. Які є класифікації операційних систем?

14. Що таке інсталяція та деінсталяція програмного забезпечення?

Оцінювання роботи учнів

VІІ. Домашнє завдання

1.           Підручник § 5 п.1-9 ст. 29-39