1.19. Виды программ

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВВ РАЗРАБОТКЕ

Всем

Виды программ

Среди программ, которые в совокупности образуют систему, можно выделить:

утилиты;
модули;
плагины и расширения;
скрипты;
службы.

Утилита

★ Утилита – небольшая программа для узкой задачи. Пример – архиватор, или программа для проверки сети. Часто ограничиваются узким набором функций, и могут даже не иметь графического интерфейса. Они используются системными администраторами и продвинутыми пользователями для обслуживания и оптимизации работы компьютера. Например, архиваторы помогают сжимать и разархивировать файлы, а сетевые утилиты позволяют диагностировать проблемы с подключением.

Многие утилиты работают через командную строку, что делает их быстрыми и эффективными, но требует определённых знаний. Утилиты редко имеют графический интерфейс, так как их основная задача - выполнять конкретные действия без лишних затрат ресурсов.

Утилиты — инструменты для технических пользователей и администраторов. Они ценятся за точность, скорость и минимальное потребление ресурсов.

Категория	Примеры	Особенности
Работа с файлами	`7-Zip`, `WinRAR`, `rsync`, `dd`	Архивация, копирование с проверкой контрольных сумм, клонирование дисков побайтово.
Сетевые утилиты	`ping`, `traceroute`/`tracert`, `nslookup`, `curl`, `Wireshark`	Диагностика подключения, анализ маршрутов, запрос DNS-записей, отправка HTTP-запросов, перехват трафика.
Системный анализ	`Task Manager`, `Resource Monitor`, `htop`, `iostat`, `vmstat`	Отслеживание загрузки CPU, памяти, диска, сети в реальном времени.
Управление дисками	`diskpart`, `fdisk`, `gparted`, `CrystalDiskInfo`	Создание/удаление разделов, проверка состояния SSD/HDD (S.M.A.R.T.), дефрагментация.
Безопасность	`VeraCrypt`, `HashCheck`, `Process Explorer`	Шифрование томов, проверка целостности файлов по хешу, детальный анализ запущенных процессов.

Особенности утилит:

Минимализм интерфейса: большинство утилит работают через командную строку. Это позволяет:
- запускать их удалённо (по SSH),
- встраивать в скрипты автоматизации,
- комбинировать через конвейеры (|) — результат одной утилиты становится входом для другой.
Модульность: утилиты редко зависят от больших фреймворков. Они самодостаточны — можно скопировать один .exe или .elf-файл и запустить на другой машине.
Стандартизация поведения: в Unix-подобных системах утилиты следуют принципу «делай одну вещь и делай её хорошо». Например, grep ищет строки по шаблону, sort сортирует, uniq убирает дубликаты — их комбинация даёт мощный инструмент обработки текста.
Портативность: многие утилиты доступны для нескольких ОС. curl, jq, ffmpeg работают одинаково на Windows, Linux и macOS.
Диагностическая ценность: при сбое системы администратор первым делом запускает утилиты — ipconfig, dmesg, journalctl — чтобы «прослушать» состояние машины.

Утилиты — это «лупа и отвёртка» цифрового мира. Без них невозможно профессиональное обслуживание компьютеров и сетей.

Модуль

★ Модулем называют отдельную часть программы или системы, которую можно заменить или обновить – будь то дополнение или библиотека. Модуль - самостоятельная часть, которая может функционировать независимо или взаимодействовать с другими модулями.

Модульность позволяет разрабатывать сложные системы поэтапно, упрощая их поддержку и развитие. Например, текстовый редактор может состоять из модулей для работы с шрифтами, форматирования текста и проверки орфографии. Каждый модуль можно обновлять или заменять без изменения всей программы. Это особенно важно для больших проектов, таких как операционные системы или корпоративные приложения.

Модуль — независимая, логически завершённая часть программы, которую можно разрабатывать, тестировать, заменять и обновлять отдельно от остальной системы. Модульность — один из ключевых принципов проектирования сложного ПО.

Формы модулей

Тип	Описание	Примеры
Файловый модуль	Один файл кода, экспортирующий функции/классы	`math.py` в Python, `fs.js` в Node.js
Библиотечный модуль	Скомпилированная библиотека (`.dll`, `.so`, `.jar`)	`libssl.so`, `Newtonsoft.Json.dll`
Плагин-модуль	Расширение, подключаемое динамически	Модули Apache (`mod_rewrite`), модули ядра Linux (`nvidia.ko`)
Микросервис	Отдельный процесс, общающийся по сети	Сервис авторизации, сервис оплаты — каждый как независимый модуль системы

Примеры модулей в реальных системах

Веб-браузер:
- модуль рендеринга (Chromium — Blink),
- модуль JavaScript-движка (V8),
- модуль управления вкладками,
- модуль работы с куками и локальным хранилищем.
  Каждый можно обновлять независимо (хотя на практике часто обновляют весь браузер целиком).
Операционная система:
- модуль файловой системы (ext4, NTFS),
- модуль драйвера видеокарты,
- модуль сетевого стека (TCP/IP),
- модуль безопасности (SELinux, AppArmor).
  Ядро Linux загружает и выгружает модули динамически — insmod, rmmod.
Игровой движок (например, Unity):
- модуль физики (NVIDIA PhysX),
- модуль анимации (Mecanim),
- модуль звука (FMOD, Wwise),
- модуль редактора сцен.
  Разработчик подключает только нужные модули, чтобы не тащить лишний код в финальную сборку.

Особенности модулей:

Чёткие границы интерфейса: модуль взаимодействует с внешним миром через строго определённый API — набор функций, событий, входных/выходных форматов. Всё остальное скрыто внутри (инкапсуляция).
Низкая связанность (loose coupling): замена одного модуля не требует переделки других — если интерфейс остался прежним. Например, можно заменить базу данных с SQLite на PostgreSQL, не трогая бизнес-логику.
Повторное использование: один и тот же модуль можно включить в несколько проектов. Например, модуль логирования (log4j, Serilog) используется в десятках тысяч приложений.
Изоляция сбоев: падение одного модуля (например, плагина) не обязательно приводит к падению всей программы — если система поддерживает изоляцию (как в Firefox с multi-process architecture).
Удобство командной разработки: разные команды могут работать над разными модулями параллельно, не мешая друг другу.

Модульность превращает гигантскую программу в конструктор — где каждая деталь имеет своё назначение, маркировку и способ крепления.

Расширение и плагин

★ Расширение / Плагин – дополнение к основной программе. Часто от сторонних разработчиков. Расширение добавляет (буквально – расширяя возможности) функции, а плагин подключается к API программы. Примеры плагинов – VST для Audacity, плагины WordPress. Примеры расширений – расширения для браузера Google Chrome. Плагины обычно интегрируются в программы через интерфейс программирования приложений (это и есть API), и становятся её частью, а расширения чаще всего встречаются в браузерах, и работают как дополнительные инструменты, которые можно включать и выключать по желанию пользователя. Оба типа дополнений позволяют адаптировать программы под свои нужды, не изменяя их исходный код.

Плагин — программный модуль, разработанный по специальному интерфейсу (API), который позволяет ему встраиваться внутрь хост-приложения и участвовать в его жизненном цикле.

Особенности плагинов:

Требуют явной поддержки со стороны хост-программы: приложение должно предоставлять точки подключения (хуки), интерфейсы для регистрации, систему загрузки.
Часто имеют доступ к внутренним структурам хоста: могут читать/изменять данные, перехватывать события, добавлять элементы интерфейса.
Обычно компилируются в нативный код или байт-код, совместимый со средой хоста.

Примеры:

VST-плагины в аудиоредакторах (Ableton Live, FL Studio):
- Генераторы звука (синтезаторы),
- Эффекты (реверберация, компрессия),
- Анализаторы спектра.

Каждый VST — отдельный .dll (Windows) или .vst3-пакет, загружаемый в среду по стандарту Steinberg.

Плагины WordPress:
- WooCommerce — добавляет интернет-магазин,
- Yoast SEO — оптимизирует контент под поисковики,
- Akismet — фильтрует спам в комментариях.

Подключаются через PHP-интерфейсы (add_action, add_filter), участвуют в обработке запросов на всех этапах.

Плагины для IDE:
— SonarLint — проверка кода на качество,
— Database Tools — подключение к СУБД,
— Rainbow Brackets — цветовая индикация скобок.
Используют SDK среды (например, IntelliJ Platform Plugin SDK), получают доступ к AST-дереву кода, редактору, системе сборки.

Расширение — дополнение, чаще всего работающее в рамках ограничений, накладываемых хостом, но не требующее глубокого вмешательства в его ядро. Самый распространённый тип — веб-браузерные расширения.

Особенности расширений:

Обычно пишутся на высокоуровневых языках (JavaScript, HTML, CSS),
Упаковываются в архив с манифестом (например, manifest.json),
Запускаются в изолированной среде (песочнице), что повышает безопасность,
Взаимодействуют с хостом через строго ограниченные API (например, chrome.tabs, browser.storage).

Примеры:

Расширения для Chrome / Edge / Firefox:
- uBlock Origin — блокировщик рекламы (анализирует DOM и сетевые запросы),
- Dark Reader — инвертирует цвета страниц,
- Grammarly — проверка орфографии и стиля в текстовых полях.

Каждое расширение состоит из:

фонового скрипта (фоновая логика),
контент-скрипта (взаимодействие со страницей),
popup-интерфейса (иконка в панели),
опционального options-страницы.
Расширения для VS Code:
Хотя технически они тоже называются «extensions», по архитектуре ближе к плагинам:
- Prettier — автоформатирование кода,
- Live Server — локальный веб-сервер для HTML-файлов,
- Remote - SSH — работа над проектами на удалённой машине.

Написаны на TypeScript/JavaScript, используют VS Code API, могут добавлять команды, панели, провайдеры файловых систем.

Скрипт

★ Скрипт – программа, которая выполняется построчно, это быстро написанный код, который нужен для небольшой задачи, допустим, для копирования или проверки сети. Можно на практике встретить в процессах резервного копирования. Это программа, которая пишется на языках программирования, и используется для автоматизации рутинных задач, как и утилита, но может быть ещё более узким. Вплоть до одного файла. Это менее производительно, чем скомпилированные программы, поэтому подходят для небольших задач. К примеру, скрипт, которые будет отправлять запросы, таким образом проверяя доступность сервера.

★ Скрипт — программа, написанная на интерпретируемом языке, предназначенная для автоматизации рутинных задач, быстрой проверки гипотез или связи между другими программами. Скрипты — «клей», соединяющий компоненты системы.

Особенности скриптов:

Краткость и простота: скрипт редко превышает несколько сотен строк. Его цель — решить одну задачу «здесь и сейчас».
Быстрый цикл разработки: редактируй → запусти → проверь → исправь — без этапа компиляции.
Высокоуровневые операции: скрипты оперируют не байтами, а файлами, строками, HTTP-запросами, процессами.
Зависимость от среды: для запуска нужен интерпретатор (python, node, bash) и, возможно, пакеты (pip install requests).
Часто выполняются разово или по расписанию: cron-задачи, пакетные обработки, миграции.

Примеры скриптов по назначению:

Категория	Пример	Описание
Файловые операции	`backup.sh`	Архивирует папку `/home/user/docs`, добавляет дату в имя (`docs_20251227.zip`), копирует в облако через `rclone`.
Сетевая диагностика	`check-servers.py`	Отправляет HTTP-запросы к 10 внутренним сервисам, записывает статус-коды и время ответа в CSV-файл.
API-взаимодействие	`telegram-bot.js`	Принимает команды через Telegram Bot API, возвращает курсы валют с ЦБ РФ (через их XML API).
Обработка данных	`csv-cleaner.rb`	Читает `input.csv`, удаляет пустые строки, приводит телефоны к формату `+7 (XXX) XXX-XX-XX`, сохраняет `output.csv`.
Развёртывание	`deploy.ps1`	Останавливает службу, копирует новые файлы, запускает миграции БД, перезапускает службу — всё через PowerShell.

Служба

★ Служба – программа, работающая в фоне без участия пользователя, к примеру служба печати или веб-сервер nginx. Они обеспечивают бесперебойную работу системы и часто являются её ключевыми компонентами. Например, служба печати управляет отправкой документов на принтер, а веб-сервер обрабатывает запросы пользователей к сайту. Службы могут запускаться автоматически при старте системы и продолжать работать даже тогда, когда пользователь неактивен. Они отличаются от утилит и скриптов своим фоновым и зачастую постоянным процессом.

Служба (в Windows) / демон (в Unix-подобных системах) — программа, которая работает в фоновом режиме, без графического интерфейса и без прямого участия пользователя. Службы обеспечивают непрерывную работу системных и прикладных функций.

Особенности служб:

Автозапуск при старте системы: служба регистрируется в системе и запускается до входа пользователя (ранний старт) или после (пользовательские службы).
Долгоживущесть: работает часами, днями, месяцами — пока система не будет перезагружена или служба не будет остановлена вручную.
Изоляция от сессий пользователя: служба продолжает работать, даже если все пользователи вышли из системы.
Собственный жизненный цикл: у службы есть методы Start(), Stop(), Pause(), Resume() — управляются через системные утилиты (services.msc, systemctl).
Журналирование: пишет логи в системный журнал (Event Log в Windows, journalctl в Linux).

Примеры системных служб:

Служба	Назначение	Платформа
`sshd`	Принимает входящие SSH-соединения	Linux/macOS
`winlogon`	Управляет входом/выходом пользователей	Windows
`cron` / `systemd-timers`	Запускает задачи по расписанию	Unix
`spooler`	Управляет очередью печати	Windows
`dockerd`	Ядро Docker — управляет контейнерами	Кроссплатформенная
`nginx` / `apache2`	Веб-серверы, обслуживающие HTTP-запросы	Кроссплатформенные

Примеры прикладных служб:

Базы данных: postgresql, mysqld, mssql-server — слушают порт, принимают запросы, управляют транзакциями.
Мессенджеры в фоне: Telegram Desktop (служба Telegram.exe --start-in-tray), Discord (фоновый процесс для уведомлений).
Антивирусы: AvastSvc, Kaspersky Security Network Service — сканируют в реальном времени, обновляют базы.
Облачные синхронизаторы: OneDrive.exe, rclone mount — фоновая синхронизация файлов.

Управление службами:

Windows:
— Графически: services.msc,
— Командная строка: net start Spooler, sc query wuauserv,
— PowerShell: Get-Service, Start-Service.
Linux (systemd):
— systemctl start nginx,
— systemctl enable nginx (автозапуск),
— systemctl status docker,
— journalctl -u postgresql (логи конкретной службы).

Службы — «невидимые работники» цифровой инфраструктуры. Без них не было бы веба, почты, баз данных, обновлений и многого другого.

Исполняемый файл

★ Исполняемый файл – файл, который компьютер может запустить напрямую. Их мы разберём в отдельной главе. Это машинный код, понятный процессору компьютера, бинарные файлы.

Форматы исполняемых файлов:

ОС	Формат	Расширение / Особенность
Windows	PE (Portable Executable)	`.exe` (приложения), `.dll` (библиотеки), `.sys` (драйверы)
Linux / Unix	ELF (Executable and Linkable Format)	Без расширения (обычно), или `.out`; разрешение `+x` обязательно
macOS	Mach-O	`.app` — на самом деле папка-контейнер, внутри `Contents/MacOS/program`
Java	JAR (Java ARchive)	`.jar` — содержит байт-код, запускается через `java -jar file.jar`
.NET	PE + CIL	`.exe`, `.dll` — содержат промежуточный код, выполняемый CLR

Особенности исполняемых файлов:

Заголовок и метаданные: содержат информацию для ОС: архитектура (x86, x64, ARM), точка входа (main), требуемые библиотеки, права доступа.
Секции кода и данных:
— .text — инструкции процессора,
— .data — инициализированные глобальные переменные,
— .bss — неинициализированные переменные,
— .rodata — строки, константы (только для чтения).
Зависимости от ОС и архитектуры:
— Исполняемый файл, собранный под Windows x64, не запустится на Linux без эмуляции (Wine);
— Файл под ARM не запустится на x86-процессоре.
Подписи и проверка целостности:
— В Windows — цифровая подпись (Authenticode), проверяется в момент запуска;
— В macOS — Gatekeeper блокирует неподписанные приложения по умолчанию;
— В Linux — проверка через sha256sum, хотя формально ОС не требует подписи.

Примеры исполняемых файлов в повседневности:

notepad.exe — стандартный текстовый редактор Windows.
/bin/ls — утилита просмотра файлов в Linux (ELF-файл).
java — сам интерпретатор Java (исполняемый), который затем запускает .jar.
chrome — браузер (в Linux — ELF, в Windows — PE). При запуске создаёт несколько процессов: браузер, рендерер, GPU-процесс.
ffmpeg — консольная утилита для обработки видео. Принимает параметры (-i input.mp4 -c:v libx264 output.mp4) и работает без GUI.

Как создать исполняемый файл:

Компиляция:
gcc hello.c -o hello → hello (ELF)
csc Program.cs → Program.exe (PE)
Упаковка:
— pyinstaller script.py → dist/script/script.exe (включает интерпретатор Python),
— pkg index.js → автономный .exe из Node.js-кода.
Сборка из байт-кода:
javac Main.java → Main.class → jar cfe app.jar Main *.class → java -jar app.jar.

Исполняемый файл — точка перехода от абстрактного кода к реальному действию. Это тот самый «черный ящик», который пользователь дважды щёлкает — и видит результат.

Виды программ​

Утилита​

Модуль​

Формы модулей​

Примеры модулей в реальных системах​

Особенности модулей:​

Расширение и плагин​

Скрипт​

Особенности скриптов:​

Примеры скриптов по назначению:​

Популярные языки для скриптов:​

Служба​

Особенности служб:​

Примеры системных служб:​

Примеры прикладных служб:​

Управление службами:​

Исполняемый файл​

Форматы исполняемых файлов:​

Особенности исполняемых файлов:​

Примеры исполняемых файлов в повседневности:​

Как создать исполняемый файл:​