Классификация программного обеспечения. Базовые программные средства. Прикладное программное обеспечение

1.6.1 Классификация программного обеспечения

1.6.2 Базовое программное обеспечение

1.6.3 Классификация прикладного программного обеспечения

1.6.4 ППП общего назначения

1.6.5 Метод-ориентированные ППП

1.6.6 Проблемно-ориентированные ППП

Литература: 5, c. 93–109; 6, c. 136–162; 8; 10; 18.

1.6.1 Классификация программного обеспечения. Программное обеспечение (ПО) является необходимой составной частью современных систем обработки данных (СОД). Без наличия соответствующих программ невозможно использование вычислительной техники. Бурное развитие современной информационной технологии и расширение сферы ее применения привели к интенсивному развитию ПО. Еще в 1996 г. мировым сообществом на программное обеспечение затрачено свыше 110 млрд долларов. Причем тенденции развития ПО показывают, что динамика затрат имеет устойчивую тенденцию к росту, примерно 20 % в год.

Программное обеспечение информационных систем – совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.

В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на 2 группы: базовое (системное) программное обеспечение и прикладное программное обеспечение (по В. В. Евдокимову). В. М. Брябрин выделяет 3 группы ПО: 1) операционные системы и сервисные программы, 2) инструментальные языки и системы программирования и, наконец, 3) прикладное ПО.

Базовое (системное) ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Оно служит для автоматизации взаимодействия человека и компьютера, организации типовых процедур обработки данных, контроля и диагностики функционирования технических средств СОД. Базовое ПО очень тесно связано с аппаратными средствами.

Прикладное ПО предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом. Прикладное ПО представляет собой совокупность программных продуктов, предназначенных для автоматизации решения функциональных задач информационной системы. Они могут быть разработаны как универсальные средства (текстовые редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных) и как специализированные – реализующие функциональные подсистемы (бизнес-процессы) объектов различной природы (экономические, инженерные, технические и т. п.)

Инструментальные языки и системы программирования могут быть (по мнению Брябрина) выделены в особую категорию ПО, так как с их помощью создаются все другие программы. С помощью инструментальных средств создается и прикладное и базовое ПО, т.е. эта категория программных средств аналогична средствам производства в промышленности. В нашем случае можно предложить вслед за Евдокимовым считать этот вид программного обеспечения подклассом базового ПО.

1.6.2 Базовое программное обеспечение. Под базовым программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.

В состав базового (системного) ПО входят:

- операционные системы;

- сервисные программы;

- трансляторы языков программирования; (по Евдокимову)

- программы технического обслуживания.

Классификация базового программного обеспечения приведена ниже.

Рисунок 1.5 – Базовое (системное) программное обеспечение

Операционная система (ОС) – совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с ЭВМ.

ОС обеспечивают управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем. ОС загружает нужную программу в память ЭВМ и следит за ходом ее выполнения; анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и дает указания о том, что необходимо сделать, если возникли затруднения. Классифицировать ОС можно по различным признакам: разрядности, виду интерфейса, типу используемых платформ и т. д. Исходя из выполняемых функций, ОС можно разделить на группы:

- однозадачные (однопользовательские);

- многозадачные (многопользовательские);

- сетевые.

Кроме такой приведем еще несколько вариантов классификации по:

- количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские, многопользовательские;

- числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные, многозадачные;

- количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные;

- разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные;

- типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);

- типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени;

-типу использования ресурсов: сетевые, локальные.

Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей. Классическим представителем таких операционных систем является MS-DOS (разработанная фирмой Microsoft), PC-DOS (вариант фирмы IBM), а также популярная в начале 80-х СР-М.

Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени (в памяти ЭВМ находится несколько программ-задач, а процессор распределяет ресурсы компьютера между этими задачами). Типичными представителями подобного класса ОС являются: UNIX, OS/2 фирмы IBM, Microsoft Windows 95/98/ME/NT/2000/XP, а также ставший популярным в ряде стран «свободно распространяемый» Linux со множеством его вариаций.

Сетевые ОС связаны с появлением локальных и глобальных сетей и предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями сетевых ОС являются: Novell NetWare, Microsoft Windows NT/2000, UNIX, Linux, Solaris фирмы Sun.

Сервисное программное обеспечение – это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

Оболочки являются как бы надстройками над операционной системой или группой утилит, облегчая пользователю работу с файловой системой. (Появились они еще в 80-е, когда работа средствами команд ОС могла привести к нервному срыву не очень искушенного пользователя). Примеры: Norton Commander, Volkov, Far, Total(Windows) Commander.

Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) по обслуживанию дисков и файловой системы, работе с средствами мультимедиа.

Программные средства антивируснойзащиты обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Термином «вирус» обозначается программа, способная размножаться, внедряться в другие программы, совершая при этом различные нежелательные действия.

Транслятором языка программирования называется программа, осуществляющая перевод текста программы с языка программирования в (как правило) машинный код.

Комплекс средств, включающий в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования. В системе программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ. В зависимости от способа перевода с входного языка (языка программирования) трансляторы подразделяются на компиляторы и интерпретаторы.

В компиляции процессы трансляции и выполнения программы разделены во времени. Сначала компилируемая программа преобразуется в набор объектных модулей на машинном языке, которые затем сообщаются (компонуются) в единую машинную программу, готовую к выполнению и сохраняемую в виде файла на магнитном диске. Эта программа может быть выполнена многократно без повторной трансляции.

Интерпретатор осуществляет пошаговую трансляцию и немедленное выполнение операторов исходной программы: каждый оператор входного языка программирования транслируется в одну или несколько команд машинного языка, которые тут же выполняются без сохранения на диске. Таким образом, при интерпретации программа на машинном языке не сохраняется и поэтому при каждом запуске исходной программы на выполнение ее нужно (пошагово) транслировать заново. Главным достоинством интерпретатора по сравнению с компилятором является простота.

Особое место в системе программирования занимают ассемблеры, представляющие собой комплекс, состоящий из входного языка программирования ассемблера и ассемблер-компилятора. Ассемблер представляет собой мнемоническую (условную) запись машинных команд и позволяет получить высокоэффективные программы на машинном языке. Однако его использование требует высокой квалификации программиста и больших затрат времени на составление и отладку программ.

Наиболее распространенными языками программирования являются: Pascal, Basic, C++ и др. Тенденции – развитие объектно-ориентированных языков четвертого поколения типа Delphi, Visual Basic, C#, которые имеют мощные свойства визуального программирования. Здесь программист избавлен от необходимости заботиться о процедурах отрисовки окон, оформления диалога, меню и т. д.

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 ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей с определенной локализацией их в ЭВМ;

- специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы вычислительной системы.

1.6.3 Классификация прикладного программного обеспечения. Прикладное программное обеспечение (рис. 1.6.) предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) пользователя.

Рисунок 1.6. – Прикладное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение работает под управлением базового ПО, в частности операционных систем. В состав прикладного ПО входят:

- пакеты прикладных программ различного назначения;

- рабочие программы пользователя и ИС в целом.

Пакет прикладных программ (ППП) – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение).

Различают следующие типы ППП:

- общего назначения (универсальные);

- методо-ориентированные;

- проблемно-ориентированные;

- глобальных сетей;

- организации (администрирования) вычислительного процесса.

- универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и информационных систем в целом.

1.6.4 ППП общего назначения. К классу ППП общего назначения относятся:

- редакторы текстовые (текстовые процессоры) и графические;

- электронные таблицы;

- системы управления базами данных (СУБД);

- интегрированные пакеты;

- CASE-технологии;

- оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта.

Редакторы

Редактором называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстрации. Они предназначены, в основном, для автоматизации документооборота в фирме. Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графические и издательские системы.

Текстовые редакторы предназначены для обработки текстовой информации и выполняют, в основном, следующие функции:

- запись текста в файл;

- вставку, удаление, замену символов, строк, (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 (в настоящее время принадлежит фирме Corel). В недавнем прошлом был популярен отечественный ЛЕКСИКОН, а также ChiWriter, Multi-Edit (American Cybernetics) и др.

Графические редакторы предназначены для обработки графических документов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таблицы. Допускается управление размером фигур и шрифтов, перемещение (фигур и букв, формирование любых изображений. Из наиболее известных графических редакторов можно назвать PC Paintbrush, Boieng Graf, Fanvision и другие (в частности, пакеты Corel DRAW, Adobe Photoshop и Adobe Illustrator).

Издательские системы соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов, обладают развитыми возможностями но форматированию полос с графическими материалами и последующим выводом на печать. Эти системы ориентированы на использование в издательском деле и называются системами верстки. Из таких систем можно назвать продукты PageMaker фирмы Adobe и Ventura Publisher корпорации Corel.

Электронные таблицы

Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки таблиц. 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. Изменение содержимого ячейки приводит к изменению значений в зависящих or нее ячейках.

К наиболее популярным ППП этого класса относятся такие продукты, как Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro и др.