ТЕМА 3: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Основные понятия и классификация программного обеспечения (ПО)

2. Системное ПО

3. Прикладное программное обеспечение (ППО)

4. Инструментарий технологии программирования.

1. Основные понятия и классификация ПО

Возможности компьютера как технической основы системы обработки данных связаны с используемым ПО или программами.

Программа – это упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение – это совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

Все программы по характеру использования и категориям пользователей можно разделить на два класса - утилитарные программы и программные продукты (изделия).

Утилитарные программы предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Они выполняют роль сервиса в технологии обработки данных или являются программами решения функциональных задач, не предназначенных для широкого распространения.

Программные продукты предназначены для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи. Т.е. комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной продукции.

Следствием широкого распространения компьютеров и программных продуктов явилось развитие самостоятельной отрасти – информационного бизнеса, для которой характерны разделение труда между разработчиками программ, их распространителями дистрибьюторами, а также формирование рынка программных средств и информационных услуг.

Программные продукты классифицируются по сфере (области) использования программных продуктов:

1) техническая часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ (системное программное обеспечение);

2) функциональные задачи различных предметных областей (прикладное программное обеспечение);

3) технология разработки программ (инструментарий технологии программирования).

Для поддержки информационных технологий в этих областях выделяют три класса программных продуктов.

1) Системное программное обеспечение направлено: на создание операционной среды функционирования других программ, на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети; на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей; на выполнение вспомогательных технологических

процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

2) Прикладное программное обеспечение служит программным инструментарием решения функциональных задач и является самым многочисленным классом программных продуктов.

3) Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика.

1.1. СИСТЕМНОЕ ПО.

Системное программное обеспечение включает следующие элементы:

а) Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

б) Сервисное программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя. Это программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусные программы, программы обслуживания дисков, программы архивирования данных, программы обслуживания сети.

К основным функциям ОС можно отнести:

1) обеспечение взаимодействия между техническими и программными средствами;

2) поддержка работы всех прикладных и системных программ;

3) представление пользователю возможности осуществлять общее управление компьютером, для чего используется командный язык, с помощью которого можно выполнить разметку диска, запуск любых программ, установку любых устройств;

4) распределение операционной памяти;

5) выявление различных событий, возникающих во время работы, и соответствующее реагирование на них;

6) организация файловой системы;

7) диагностика неисправностей системы;

8) обеспечение безопасности данных;

9) учет используемых ресурсов.

Все прикладные программы разрабатываются в определенной операционной среде и требуют для своей работы установки на компьютере соответствующей ОС. ОС для ПК делятся на:

а) одно – и многопользовательские в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с ОС;

б) одно – и многозадачные в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов;

в) непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

г) несетевые и сетевые.

На рынке ПО существуют следующие ОС:

Windows, MacOS; Linux, Android.

Программы диагностики работоспособности компьютера предназначены для проверки устройств компьютера и устранения неполадок. Среди них для Windows 10 можно назвать «Устранение неполадок» в «Панели управления».

Антивирусные программы предназначены для обнаружения, удаления и защиты программ, компьютеров, сетей от компьютерных вирусов. Компьютерный вирус – это специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к др. программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в выч. сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и папок, создание всевозможных помех в работе на компьютере.

Программы обслуживания магнитных дисков предназначены для устранения неполадок работы дисков в следствии физического повреждения дисков, загрязнении поверхности диска, аварийного отключения компьютера и т.д. В настоящее время используются следующие программы обслуживания дисков для Windows 10:

- дефрагментация диска для ускорения доступа к жесткому диску, за счет перераспределения файлов и неиспользуемого объема на жестком диске;

- программа очистки диска позволяет освободить место на жестком диске, проверяет диск и выводит перечень временных файлов, файлов, загружаемых из Internet, а также ненужных программных файлов, которые не жалко удалить.

- программа проверки диска позволяет проверить жесткий диск на наличие логических и физических ошибок, после этого поврежденные области могут быть исправны.

Программы архиваторы предназначены для сжатия информации, т.е. преобразование информации хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для ее хранения. Один или несколько сжатых файлов помещаются в архивный файл – это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п. Программы – архиваторы производят архивацию файлов и разархивацию файлов. Наибольшую популярность имеют следующие программы – архиваторы: ZIP, RAR.

Программы обслуживания сети предназначены для создания и функционирования компьютерных сетей. Они синхронизируют работу абонентов сети и распределяют информационные, программные и технические ресурсы сети между абонентами. Их основной задачей является передача информации в сети, обеспечение совместимости данных независимо от технических, программных и информационных особенностей абонентов. Для Windows 10 можно назвать параметр «Сеть и Интернет» или «Центр управления сетями» в «Панель управления».

1.2. ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

Среди прикладного программного обеспечения (ППО) можно выделить следующие классы:

1) проблемно-ориентированное ППО;

2) ППО автоматизированного проектирования;

3) методо-ориентированное ППО;

4) офисное ППО;

5) настольные издательские системы;

6) программные средства мультимедиа;

7) системы искусственного интеллекта;

8) ППО общего назначения.

1) Проблемно-ориентированное ППО предназначено для решения задач одинакового функционального назначения (ППО управления производством; ППО управление персоналом; ППО автоматизированного бухгалтерского учета; ППО финансовой деятельности; ППО правового обеспечения).

2) ППО автоматизированного проектирования предназначено для поддержания работы конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм, графическим моделированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

3) Методо-ориентированное ППО обеспечивают независимо от предметной области и функций информационных систем математические, статистические и др. методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решения дифференциальных управлений, имитационного моделирования, исследования операций.

4) Офисное ППО обеспечивает организационное управление деятельностью офиса и включают:

а) органайзеры (планировщики)- программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расширений, ведения записной телефонной книжки. (MS Shedule for Windows)

б) Программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста. (Stylus General for Windows, Lingvo Corrector, Fine Reader).

в) коммуникационное ППО предназначено для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети (браузеры Internet).

5) Настольные издательские системы обеспечивают информационную технологию компьютерной издательской деятельности. Основными функциями являются: форматирование и редактирование текстов; автоматическая разработка текста на страницы; создание заголовок; компьютерная верстка печатной страницы; монтирование графики; подготовка иллюстрации и т.п. (Page Maker, Corel Draw, Corel Ventura Photoshop).

6) Программные средства мультимедиа – предназначены для создания и использования аудио- и видеоинформации, широко применяются в сфере библиотечного обслуживания, процесс обучения, организации досуга. (Winamp, Quick Time).

7) Системы искусственного интеллекта реализует отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем ИИ являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Основными классами систем ИИ являются системы распознания образов и речи интеллектуального анализа данных, экспертных систем.

8) ППО общего назначения – поддерживают преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Включают следующие классы программных продуктов:

а) Системы управления базами данных (СУБД) - обеспечивают организацию и хранение БД на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение БД на файл - сервере и сетевой доступ к ним. (Visual FoхPro, Access, Paradox, Oracle).

б) текстовые процессоры – обеспечивают автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов. (Word).

в) табличные процессоры – предназначены для составления таблиц, осуществление расчетов, создание деловой графики, использование функций, работа с таблицей как с базой данных, статистическая обработка данных и т.п. (Excel, Lotus1-2-3).

г) средства презентационной графики – специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовка слайд-фильмов мультфильмов, видеофильмов их редактирования, определение порядка следования изображений. (Power Point).

д) интегрированные пакеты – набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе. Основными компонентами интегрированных пакетов является, СУБД, текстовые редактор, табличный процессор, органайзер, средства поддержки электронной почты, программы создания презентаций, графический редактор. Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, при этом имеют унифицированный интерфейс, обеспечивающий относительную легкость освоения. (MS Office).

4. Инструментарий технологии программирования.

Инструментарий технологии программирования включает следующие группы программных продуктов:

Язык программирования – это формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере. (Бейсик, Паскаль, Сu++, Java и т.д.). Для реализации какого-либо языка используется система программирования.

Система программирования включает:

1) компилятор;

2) интегрированную среду разработчика программ;

3) отладчик;

4) средства оптимизации кода программ;

5) набор библиотек с исходными текстами программ;

6) редактор связей;

7) справочные системы и т.п.

Инструментальная среда пользователя представлена специальными средствами, встроенными в пакеты прикладных программ, такими как:

1) библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки;

2) макрокоманды;

3) клавишные макросы;

4) языковые макросы;

5) конструкторы экранных форм и отчетов;

6) языки запросов высокого уровня;

7) языки манипулирования данными;

8) конструкторы меню и т.п.

Интегрированные среды разработчиков программ явились дальнейшим развитием локальных средств разработки программ, которые объединяют набор средств для их комплексного применения на всех технологических этапах создания программ. Основное назначение инструментария данного вида – повышение производительности труда программистов, автоматизация создания кодов программ, обеспечивающих интерфейс пользователя графического типа, разработка приложений для архитектуры клиент – сервер, запросов и отчетов.

CASE-технология – программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем. Это относительно новое,

Инструментарий технологии

Инструментарий технологии программированияпрограммирования

Средства для

Средства для

создания приложений

создания приложений

Средства для создания ИС

Средства для создания ИС ((CASECASE--технология)технология)

Локальные средства

Локальные средства

Интегрированные среды

Интегрированные среды

Языки и системы

Языки и системы программированияпрограммирования

Инструментальная среда

Инструментальная среда

пользователя

пользователя

Встроенные в систему

Встроенные в систему

реализации

реализации

Независимые от системы

Независимые от системы реализацииреализации

сформировавшееся на рубеже 80-х гг. направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью и предъявляемыми требованиями к оборудованию рабочего места разработчика.

Средства CASE-технологий делятся на 2 группы:

1) встроенные в систему реализации – все решения по проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления базами данных;

2) независимые от системы реализации – все решения по проектированию ориентированы на унификацию начальных этапов жизненного цикла и средств их документирования, обеспечивают большую гибкость в выборе средств реализации.