На какие классы делятся программные продукты

Системное программное обеспечение (СПО)

СПО представляет собой совокупность программ и программных комплексов, предназначенных для обеспечения работы компьютера, организации вычислительного процесса и управления ресурсами ЭВМ.

СПО имеет две составляющие:

¢ базовое программное обеспечение (БПО);

¢ сервисное (служебное) программное обеспечение.

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

¢ Сервисное (служебное) программное обеспечение – это программы и программные комплексы, которые организуют более удобную среду работы пользователя, выполняя различные вспомогательные функции.

Компоненты системного ПО

Базовое программное обеспечение

1. Операционные системы – программные комплексы, позволяющие пользователям взаимодействовать с компьютерами.
2. Операционные оболочки (ОО) – системные программы, которые обеспечивают удобный способ общения с компьютером,

ОО широко использовались, когда не существовало графического интерфейса ОС.

Наиболее популярными оболочками являются Norton Commander, Volkov Commander и др.

Сервисное программное обеспечение

1. Программы диагностики компьютера – проверяют работоспособность компьютера в целом и отдельных его частей;
2. Антивирусные программы ;
3. Программы обслуживания дисков:

¢ форматирования дисков;

¢ дефрагментации дисков;

¢ проверки дисков;

¢ очистки дисков – предназначены для увеличения свободного пространства на диске – удаляются временные файлы и очищается корзина.

1. Архиваторы (сжимают информацию на дисках, объединяют копии нескольких файлов в один архивный файл – RAR, ZIP, ARJ и др.);
2. Коммуникационные программы – предназначены для обмена информацией между компьютерами при соединении кабелем их портов либо связь по сети при наличии модема.

Пакеты прикладных программ (ППП)

Комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов.

ППП создаются для решения научно-технических, инженерных, экономических и других задач из различных предметных областей.

ППП подразделяются на:

¢ пакеты общего назначения;

¢ методо-ориентированные;

¢ проблемно-ориентированные пакеты.

Состав прикладных программ

Пакеты общего назначения

Текстовые редакторы, электронные таблицы, графические редакторы, презентационная графика, системы управления базами данных, издательские системы, учебные и игровые программы и т. д.

Пакеты общего назначения, объединенные единым информационным интерфейсом, представляют собой интегрированный пакет.

В интегрированный пакет Microsoft Office входит:

¢ текстовый редактор Word;

¢ табличный процессор Excel;

¢ СУБД (система управления базами данных) Access;

¢ программа для создания презентаций Power Point;

¢ программа для работы с электронной почтой Outlook;

1. Программа для создания буклетов (открыток, объявлений и т. п.) Publisher.
2. Конструктор Web-страниц FrontPage.
3. Microsoft Visio – редактор диаграмм и блок-схем для Windows. Использует векторную графику для создания диаграмм.

Первоначально Visio разрабатывался и выпускался компанией Visio Corporation. После покупки компании фирмой Microsoft в 2000 г. продукт был включен в состав Microsoft Office.

1. Растровая графика.

Изображения состоят из точек различных цветов.

Достоинство: возможность получения изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне.

Недостаток: высокая точность и широкий цветовой диапазон требуют увеличения объема файла для хранения изображения и оперативной памяти для его обработки.

При уменьшении некоторые детали изображения могут исчезнуть, при увеличении изображение теряет четкость, т.к. пиксель (квадрат) увеличивается в размере.

1. Векторная графика.

Изображения разбиваются на ряд графических примитивов – точки, прямые, ломаные, дуги, полигоны (в 3D-графике минимальную поверхность называют полигоном). Хранятся не точки изображения, а координаты узлов примитивов и их свойства (цвет, связь с другими узлами и т. д.).

При изменении масштаба изображение не теряет своего качества, т.к. математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов.

При изменении размеров изображения не изменяется размер файла.

1. Фрактальная графика

Графическое изображение можно описать несколькими математическими уравнениями.

Графические пакеты

Растровая графика: Paint, Adobe Photoshop, Photo Editor и др.

Векторная графика: CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и др.

Растровая графика использует форматы JPEG, BMP, TIFF, GIF и др.

Форматы отличаются степенью сжатия и качеством изображения. Самые качественные изображения можно получить, используя формат TIFF, но данный формат не позволяет сжимать изображения.

Формат JPEG позволяет сжать изображение в десятки раз, но с потерей качества. Формат GIF был создан специально для сети Интернет, использует сжатие без потери качества.

Пакеты прикладных программ (ППП)

Методо-ориентированные пакеты:

¢ ППП матметодов;

¢ ППП статистических методов;

¢ ППП сетевого планирования и т. д.

Проблемно-ориентированные пакеты подразделяются на пакеты для промышленной и непромышленной сферы.

Для непромышленной сферы существуют:

¢ финансовые пакеты;

¢ менеджмента;

¢ банковские;

¢ бухгалтерского учета и т. д.

Инструментарий технологии программирования

Программные продукты, предназначенные для создания оригинальных программных средств в любой проблемной области, включая СПО.

Инструментарий технологии программирования состоит из двух частей:

¢ языки и системы;

¢ CASE-технологии.

Языки и системы

Программные продукты, позволяющие создавать программные коды (программы на алгоритмических языках высокого уровня). К ним относятся:

¢ трансляторы;

¢ библиотеки стандартных программ;

¢ средства редактирования, отладки и тестирования программ.

Трансляторы

Транслятор (translation – перевод, преобразование) – это специальная программа, которая производит преобразование записи алгоритма с языка программирования в последовательность машинных команд.

Трансляторы бывают двух типов:

¢ компиляторы (переводят программу в машинные коды целиком);

¢ интерпретаторы – переводят программу в машинные коды построчно.

Компиляция

Компиляцию (C, C++, Pascal, Visual Basic) применяют в тех случаях, когда необходимо быстрое и неоднократное исполнение программы.

Исходный модуль (ИМ) – это текст программы на языке высокого уровня. ИМ преобразуется в объектный модуль (ОМ).

Объектный модуль (ОМ) – это программа на языке Ассемблер (последовательность машинных команд).

ОМ обрабатывается редактором связей, который формирует загрузочный модуль (ЗМ).

ЗМ обрабатывается программой Загрузчик, которая определяет для ЗМ адрес ОП, по которому будет заноситься выполняемый ЗМ.

Интерпретация

При интерпретации – каждый оператор исходной программы переводится в машинные команды и немедленно исполняется.

Преимущества интерпретации – интерпретатор, в отличие от компилятора, не привязан к архитектуре вычислительной системы, т. е. программа может быть перенесена с одной аппаратной платформы на другую, что очень важно при работе в сети Интернет.

Примерами языков, используемых интерпретаторы, могут быть Java (сочетает компиляцию и интерпретацию), JavaScript, HTML, встроенный язык 1С: Предприятие.

CASE-технологии

Computer Aid Software Engineering (CASE) – в переводе с английского языка означает “конструирование программного продукта”.

CASE-технология – это совокупность методов проектирования и разработки сложных систем ПО и комплекс средств автоматизации этих процессов.

CASE-средства автоматизируют сам процесс программирования.



Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовых технологий работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от спецификации предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Системное программное обеспечение (System Software) – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ (application program package) – комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Инструментарий технологии программирования– совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

Операционная система предназначена для управления выполнения пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

OS/2 во всех модификациях (IBM);

Windows NT во всех модификациях (Microsoft);

Unix во всех модификациях;

Next Step 3.2 (Next);

SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

Solaris 2.1 (SunSoft) — x86;

UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).

Операционная оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический интерфейсы конечного пользователя.

Сервисные программы – часто называются утилитами.

Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютера.

Минимальный состав системного программного обеспечения:

1. Операционная система MSDOS

2. Текстовая оболочка

3. Графическая оболочка

4. Утилиты для обслуживания файлов

5. Программы диагностики

2.1. Классы программного обеспечения

Под программным обеспечением понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой [3, 4, 12]. К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ; методы тестирования программ; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным обеспечением. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ – от игровых до научных.

Существует два основных типа программного обеспечения: системное (называемое также общим) и прикладное (называемое специальным). Каждый тип программного обеспечения выполняет различные функции. Системное программное обеспечение – это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства. Программистов, которые создают системное программное обеспечение, называют системными программистами. К прикладному программному обеспечению относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки – примеры прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

Оба типа программного обеспечения взаимосвязаны и могут быть представлены в виде диаграммы, изображенной на рис.2.1. Как видно, каждая область тесно взаимодействует с другой. Системное программное обеспечение обеспечивает и контролирует доступ к аппаратному обеспечению компьютера. Прикладное программное обеспечение взаимодействует с аппаратными компонентами через системное. Конечные пользователи в основном работают с прикладным программным обеспечением. Чтобы обеспечить аппаратную совместимость, каждый тип программного обеспечения разрабатывается для конкретной аппаратной платформы.

Системное ПО, в состав которого входят операционная система, трансляторы языков и обслуживающие программы, управляет доступом к аппаратному обеспечению. Прикладное ПО, такое как языки программирования и различные пользовательские приложения, работает с аппаратным обеспечением через слой системного ПО. Пользователи, в свою очередь, взаимодействуют с прикладным программным обеспечением.

Программные системы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

• аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;
• функциональные задачи различных предметных областей;
• технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделяют соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис.2.2:

• системное программное обеспечение;
• прикладное программное обеспечение;
• инструментальное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение (System Software) – совокупность программ и программных комплексов, предназначенная для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Системное программное обеспечение выполняет следующие задачи:

• создание операционной среды функционирования других программ;
• обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
• проведение диагностики, локализации сбоев, ошибок и отказов и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
• выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз
  данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для решения задач определенного класса конкретной предметной области. Пакеты прикладных программ (ППП) общего назначения служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка пакетов прикладных программ на компьютер выполняется системными администраторами, системными программистами, а также (в некоторых случаях) квалифицированными пользователями. Непосредственную эксплуатацию программных продуктов осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Инструментарий технологии программирования представляет собой совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов [12].

Инструментарий технологии программирования включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

2.2. Структура системного программного обеспечения

Системное программное обеспечение (рис.2.3) можно разделить на базовое программное обеспечение, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисное программное обеспечение, которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение (base software) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение включает программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

• операционная система;
• операционные оболочки (обычно текстовые и графические);
• сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

• управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);
• функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;
• наличие компрессии диска;
• возможность архивирования файлов;
• поддержка многозадачного режима работы;
• поддержка сетевого программного обеспечения;
• наличие качественной документации;
• условия и сложность процесса инсталляции;
• мобильность (переносимость), безопасность, надежность и др.

Операционные системы, учитывая их центральное положение в программном обеспечении компьютеров, подробно рассматриваются в следующей главе учебника.

Сетевые операционные системы – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, аудиои видеоконференции, распределенные вычисления, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей (см. часть 1, раздел 4).

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя, а в будущем возможны варианты речевого интерфейса и распознавание рукописного ввода данных. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ (или программ, поставляемых непосредственно с операционными системами), которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

• программы диагностики работоспособности компьютера;
• антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;
• программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;
• программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
• программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами. Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т. п.).

В современных операционных системах такие утилиты могут быть представлены, как, например, в Windows, группами программ “стандартные” и “служебные”. В них входит ряд полезных программ: калькулятор, звукозапись, блокнот и др. В группе “служебные” имеется ряд программ, расширяющих возможности операционной системы: очистка и дефрагментация диска, восстановление системы и т.п.