Информационные технологии программные продукты для каких работах
на конец страницы
Тема 1.3. Программное обеспечение информационных
технологий
1.
Понятие ПО,
классификация. Системное и прикладное ПО.
2.
Системное ПО.
Классификация, назначение, примеры программ.
3.
Прикладное ПО.
Классификация, назначение, примеры программ. Прикладное ПО общего назначения и
методоориентиров ПО.
Понятие ПО, классификация. Системное и прикладное
ПО.Программное
обеспечение (ПО) –
это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая
использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.
Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы
компьютера. Системное ПО подразделяется
на базовое сервисного. Системные программы предназначены
для управления работой вычислительной системы, выполняют различные
вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования,
форматирования и т. д).
В
состав базового ПО входят:
•
операционные системы;
•
сервисные программы (оболочки, утилиты, антивирусные
средства);
•
программы технического обслуживания (тестовые программы,
программы контроля);
•
инструментальное ПО (трансляторы языков программирования,
компиляторы, интерпретаторы, ассемблеры).
Операционная
система
Операционная система (ОС)
— это комплекс специальных программных средств, предназначенных для управления
загрузкой компьютера, запуском и выполнением других пользовательских
программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами
персонального компьютера. Она обеспечивает управление процессом обработки
информации и взаимодействие между аппаратными средствами и
пользователем.
Одной
из важнейших функций ОС является автоматизация процессов ввода-вывода
информации, управления выполнением прикладных задач, решаемых
пользователем. ОС загружает нужную программу в память ПК и следит за ходом ее
выполнения; анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и
дает указания о том, что необходимо сделать, если возникли
трудности.
Операционные
системы персональных компьютеров делятся на однозадачные и
многозадачные.
В
однозадачных ОС пользователь в один момент
времени работает с одной конкретной программой (задачей). Примером таких ОС
служат операционные системы MS-DOS, MSX.
Многозадачные ОС
позволяют параллельно работать с несколькими программами, и количество
программ зависит от мощности системы. В качестве примера можно привести
операционные системы всех версий Microsoft Windows,
UNIX,
OS/2,
Linux,
Mac OS.
Сетевые ОС
связаны с появлением локальных и глобальных сетей и предназначены для
обеспечения доступа ко всем ресурсам вычислительной сети. Примером таких систем
являются Novell Net Ware,
Microsoft Windows-NT,
UNIX,
IBM LAN.
Сервисное
программное обеспечение
Сервисное программное обеспечение
— это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю
дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности
операционных систем.
По
функциональным возможностям сервисные средства можно подразделять на
средства, улучшающие пользовательский интерфейс, защищающие данные от
разрушения и несанкционированного доступа, восстанавливающие данные,
ускоряющие обмен данными, программы архивации-дезархивации и
антивирусные средства.
Программные
средства антивирусной защиты обеспечивают Диагностику (обнаружение) и лечение
(нейтрализацию) вирусов. Термином «вирус» обозначается программа, способная
размно жаться, внедряясь в другие программы, совершая при этом
различные нежелательные действия (подробнее — в гл.
15).
Наиболее
распространенными антивирусными российскими программами являются DRWeb и
АУР. В качестве примера архиваторов можно привести WinZip и
WinRAR.
Сервисное
ПО включает
в себя программы (утилиты):
- диагностики;
- антивирусные;
- обслуживания
носителей; - архивирования;
- обслуживания
сети.
Программы
технического обслуживания
Под
программами технического обслуживания понимается
совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и
обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной
системы в целом.
Они
включают в себя средства диагностики и тестового контроля правильности
работы ПК и его отдельных частей, а также специальные программы диагностики и
контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе
про- граммно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку
работоспособности системы.
В
качестве примера тестовой программы можно привести программу Doctor Hardware,
пакет
Checklt для
Windows.
Системное программное
обеспечение — комплекс программ, которые
обеспечивают управление компонентами компьютерной
системы, такими как процессор, оперативная
память, устройства
ввода-вывода, сетевое
оборудование, выступая как «межслойный
интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения
пользователя. В отличие от прикладного
программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а
лишь обеспечивает работу других программ, предоставляя им сервисные функции,
абстрагирующие детали аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, управляет аппаратными
ресурсами вычислительной системы.
Системное программирование — создание системного программного
обеспечения.
Системный программист —
программист,
специализирующийся на системном программировании.
Отнесение того или иного программного
обеспечения к системному условно, и зависит от соглашений, используемых в
конкретном контексте. Как правило, к системному программному обеспечению
относятся операционные системы, утилиты, системы программирования, системы
управления базами данных, широкий класс связующего
программного обеспечения.
Прикладное
программное обеспечение общего назначения
Прикладное программное обеспечение общего назначения —
это универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации
разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и
информационных систем в целом.
К
этому классу ППП относятся:
•
текстовые
и графические редакторы;
•
электронные
таблицы;
•
системы
управления базами данных (СУБД);
•
интегрированные
пакеты;
•
оболочки
экспертных систем и систем искусственного интеллекта.
Редактором
называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов,
графических данных и иллюстраций. Редакторы по своим функциональным
возможностям можно подразделить на текстовые и графические редакторы и
издательские системы.
Текстовые редакторы
используются для обработки текстовой информации и выполняют, в основном,
следующие функции: запись текста в файл; вставку, удаление, замену символов,
строк и фрагментов текста; проверку орфографии; оформление текста различными
шрифтами; выравнивание текста; подготовку оглавлений, разбиение текста на
страницы; поиск и замену слов и выражений; включение в текст несложных
иллюстраций; печать текста.
Наибольшее
распространение получили текстовые редакторы Microsoft Word,
Word Perfect,
ChiWriter,
MultiEdit,
AmiPro,
Lexicon.
Графические редакторы
предназначены для обработки графических документов, включая диаграммы,
иллюстрации, чертежи, таблицы.
Наиболее
известны следующие графические редакторы:
PaintBrush, Boieng Graf, Fanvision, CorelDRAW (гл. 8), Adobe Photoshop, Adobe Illustrator.
Издательские системы
соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов, обладают
развитыми возможностями по формированию полос с графическими материалами и
последующим выводом на печать. Эти системы ориентированы на использование в
издательском деле и называются системами верстки. Примером таких систем
служат программы Adobe PageMaker и
Ventura Publisher.
Электронной таблицей
называется программа для обработки числовых данных в таблицах. Данные в таблице
хранятся в ячейках, находящихся на пересечении столбцов и строк. В ячейках
могут храниться числа, символьные данные и формулы. Формулы задают
зависимость значения одних ячеек от содержимого других ячеек. Наиболее
популярной электронной таблицей можно считать MS Excel.
Для
работы с базами данных используется специальное ПО — системы управления
базами данных (СУБД). База данных (БД) — это совокупность специальным
образом организованных наборов данных, хранящихся на диске. Управление базой
данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование
данными, т.е. добавление, удаление, извлечение, обновление и другие
операции.
В
зависимости от способа организации данных различают сетевые, иерархические,
распределенные и реляционные СУБД. Из имеющихся СУБД наибольшее распространение
получили
Microsoft Access, Microsoft FoxPro, MS SQL Server, Borland Paradox,
MySQL, а
также
СУБД
компании
Oracle, Informix, Ingress, Sybase, Progress и
др.
Интегрированными пакетами
называется ПО, объединяющее в себе различные программные компоненты прикладных
программ общего назначения. Обычно они включают в себя текстовый
редактор, электронную таблицу, графический редактор, СУБД, несколько других
программ и коммуникационный модуль.
Из
имеющихся интегрированных пакетов можно выделить наиболее распространенные:
MS Office,
Framework,
Startnave.
CASE-технология
применяется при создании сложных информационных систем, обычно требующих
коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты:
системные аналитики, проектировщики и программисты.
CASE-технология
позволяет отделить проектирование информационной системы от собственно
программирования и отладки, при этом разработчики системы занимаются
проектированием на более высоком уровне, не отвлекаясь на
детали.
Нередко
применение CASE-технологии
выходит за рамки проектирования и разработки информационных систем. Это
позволяет оптимизировать модели организационных и управленческих структур
компаний и позволяет им лучше решать такие задачи, как планирование,
финансирование, обучение.
Современные
CASE-технологии
успешно применяются для создания информационных систем различного класса — для
банков, финансовых корпораций, крупных фирм. Из имеющихся на рынке
CASE-технологий
можно выделить следующие программные продукты: ADW,
BPwin,
CDEZ Tods,
Clear Case,
Composer.
Экспертные системы —
это системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки
решений пользователей на уровне профессиональных
экспертов.
Экспертные
системы используются для прогноза ситуаций, диагностики состояния фирмы,
целевого планирования, управления процессом функционирования. Они возникли
вследствие компьютеризации процессов решения задач типа «что будет,
если…», основанных на логике и опыте специалистов. Основная идея при этом
заключается в переходе от строго формализованных алгоритмов,
предписывающих, как решать задачу, к логическому программированию с
указанием, что нужно решать на базе знаний, накопленных специалистами предметных
областей.
Примерами
оболочек экспертных систем, применяемых в экономике, может служить
Expert-Ease.
Специальное (Системы программирования) –
это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных
продуктов. Системы программирования обычно содержат:
- трансляторы;
- среду
разработки программ; - библиотеки
справочных программ (функций, процедур); - отладчики;
- редакторы
связей и др.
Контрольный
тест
Проверь себя перед контрольным
тестом
на начало страницы
Операционная система:
система программ, которая обеспечивает совместную работу всех устройств компьютера по обработке информации
система математических операций для решения отдельных задач
система планового ремонта и технического обслуживания компьютерной техники
Программное обеспечение (ПО) – это:
совокупность программ, позволяющих организовать решение задач на компьютере
возможность обновления программ за счет бюджетных средств
список имеющихся в кабинете программ, заверен администрацией школы
Загрузка операционной системы – это:
запуск специальной программы, содержащей математические операции над числами
загрузка комплекса программ, которые управляют работой компьютера и организуют диалог пользователя с компьютером
вложение дискеты в дисковод
Система программирования – это:
система для разработки новых программ на конкретном языке программирования
комплекс программ, облегчающий работу программиста
комплекс программ, обучающих начальным шагам программиста
Прикладное программное обеспечение – это:
справочное приложение к программам
текстовый и графический редакторы, обучающие и тестирующие программы, игры
набор игровых программ
Источник
Программные средства ИТ можно разделить на две большие группы: базовые и прикладные [57].
Базовые программные средства (ПС) относятся к инструментальной страте ИТ и включают в себя:
операционные системы (ОС); языки программирования; программные среды;
системы управления базами данных (СУБД).
Прикладные ПС предназначены для решения комплекса задач или отдельных задач в различных предметных областях.
ОС предназначены для управления ресурсами ЭВМ и процессами, использующими эти ресурсы. В настоящее время существуют две основные линии развития ОС: Windows и Unix. Генеалогические линии указанных ОС развивались следующим образом:
- 1. СР/М -> QDOS -? 86-DOS MS-DOS -> Windows 95, 98, ME —> Windows NT —> Windows 2000 —> Windows XP —> Windows Vista;
- 2. Multics —> UNIX —> Minix —> Linux.
В свою очередь, каждый элемент линии имеет свое развитие. Каждая версия может отличаться добавлением новых функциональных возможностей (сетевые средства, ориентация на разные процессоры, многопроцессорные конфигурации и др.).
Большинство алгоритмических языков программирования (Си, Паскаль) создано на рубеже 60-х и 70-х гг. (за исключением Java). За прошедший период времени периодически появлялись новые языки программирования, однако на практике они не получили широкого и продолжительного распространения. Другим направлением в эволюции современных языков программирования были попытки создания универсальных языков (Алгол, PL/1, Ада), объединявших в себе достоинства ранее разработанных.
Появление ПК и ОС с графическим интерфейсом (Mac OS, Windows) привело к смещению внимания разработчиков ПО в сферу визуального или объектно-ориентированного программирования, сетевых протоколов, БД. В результате в настоящее время в качестве инструментальной среды используется конкретная среда программирования (Delphi, Access и др.), и знания базового языка программирования не требуется. Поэтому можно считать, что крут используемых языков программирования стабилизировался.
Анализ синтаксиса и семантики языков программирования показывает, что их родственные конструкции различаются, главным образом, «внешним видом» (набором ключевых слов или порядком следования компонентов). Содержимое практически идентично, за исключением небольших различий, не имеющих существенного значения. Таким образом, конструкции современных языков имеют общее содержание (семантику), различный порядок следования компонент (синтаксис) и разные ключевые слова (лексику). Следовательно, различные языки предоставляют пользователю одинаковые возможности при различном внешнем виде программ.
Стандартизацию языков программирования в настоящее время осуществляют комитеты ISO/ANSI, однако их деятельность направлена, в основном, на неоправданное синтаксическое расширение языков. Для исключения существующих недостатков предложены способы задания семантического и синтаксического стандартов языков программирования.
Семантическое описание любой конструкции языка (оператора, типа данных, процедуры и т.д.) должно содержать не менее трех обязательных частей:
- • список компонент (в Типе Указателя это компоненты Имя Типа и Базовый Тип);
- • описание каждой компоненты;
- • описание конструкции в целом.
Для синтаксического описания обычно используется формальное описание конструкции, например, в виде БНФ. Синтаксическое описание присутствует в любом языке, начиная с Алгола.
Среди большого числа языков самую заметную роль в развитии программирования сыграли три пары: Алгол-60 и Фортран, Паскаль и Си, Java и Си++. Эти языки не случайно объединены в пары, так как противостояние заложенных в них идей способствовало прогрессивному развитию.
Важно различать язык программирования и его реализацию. Сам язык — это система записи, набор правил, определяющих синтаксис и семантику программы. Реализация языка — это программа, которая преобразует запись высокого уровня в последовательность машинных команд. Существуют два способа реализации языка: компиляция и интерпретация.
При компиляции специальная рабочая программа (компилятор) осуществляет перевод рабочей программы в эквивалентную на машинном коде и в дальнейшем ее выполнение совместно с данными. В методе интерпретации специальная программа (интерпретатор) устанавливает соответствие между языком и машинными кодами, применяя команды к данным. В принципе любой язык программирования может быть как интерпретируемым, так и компилируемым, но в большинстве случаев есть свой предпочтительный способ реализации. К сожалению, в настоящее время не существует универсального компилятора, который мог бы работать с любым существующим языком. Это объясняется отсутствием единой семантической базы. Хотя современные языки программирования похожи друг на друга, идентичность их далеко не полная. Таким образом, существует общая семантическая зона, в которую входят конструкции, принадлежащие всем языкам программирования (или большинству из них), и область объединения, содержащая конструкции, специфические для данного языка. Поэтому создание универсального компилятора возможно двумя путями:
- • Использование общих конструкций (область пересечения), исключение специфических конструкций языков (область объединения). Это приведет к «обеднению» всех языков программирования.
- • Использование всех имеющихся конструкций (область объединения + область пересечения). Такой подход приведет к значительному расширению семантической базы и к использованию дополнительных ресурсов.
Многие годы идет спор о том, что такое программирование — наука, искусство или производственный процесс. Надо признать, что право на существование имеют все три определения. Однако в связи с появлением ИТ на первый план выходит промышленный характер программирования, который соответствует традиционным стадиям ЖЦ программного продукта. Подробно ЖЦ уже рассматривался в этой книге, но в целом не будет ошибкой считать, что в любую модель ЖЦ входят следующие шаги: анализ требований; разработка спецификаций; проектирование; макетирование; написание исходного текста; отладка;
документирование; тестирование и сопровождение.
Наряду с этим направлением развивается так называемое исследовательское программирование, например, предложенное Э. Раймондом самоорганизующееся, анархичное программирование, получившее название «базар». Отличительными чертами его являются отсутствие четкого плана, минимальное управление проектом, большое число сторонних территориально удаленных разработчиков, свободный обмен идеями и кодами.
Программные среды реализуют отдельные задачи и операции ИТ. К их числу относятся:
- 1. Текстовые процессоры (например, Microsoft Word, Open Office Writer).
- 2. Электронные таблицы (например, Microsoft Excel).
- 3. Личные информационные системы (например, Microsoft Outlook).
- 4. Программы презентационной графики (например, Microsoft Power Point).
- 5. Браузеры (Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Firefox, Opera и др.).
- 6. Почтовые клиенты (Microsoft Outlook, Microsoft Outlook Express, The Bat! и др.).
- 7. Редакторы растровой и векторной графики (Adobe Photoshop, Corel др.).
- 8. Средства разработки (Borland Delphi, Microsoft Visual Basic, Borland C++ Builder, Microsoft Visual C++ и др.).
Источник