Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Файловая система.

Лекция № 5

Программное обеспечение персонального компьютера

Основные вопросы лекции:

1. Понятие программного обеспечения и его классификация.

Системное программное обеспечение.

Прикладные программы.

Инструментальные программные системы.

Файловая система.

Понятие программного обеспечения и его классификация

Программное обеспечение - это совокупность программ, выполненных вычислительной системой.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке (ПО):

· технология проектирования программ (нисходящее проектирование, структурное программирование и др.)

· методы тестирования программ.

· методы доказательства правильности программ.

· анализ качества работы программ и др.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть ПК. Оно является логическим продолжением технических средств, расширяющие их возможности и сферу использования. В связи с этим, программное обеспечение подразделяется:

1 Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение, представленное как базовое программное обеспечение - минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера - поставляется вместе с компьютером. К нему также относится сервисное программное обеспечение - программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя - может быть приобретено дополнительно.

В базовое программное обеспечение входят:

· операционная система;

· операционные оболочки (текстовые и графические);

· сетевая операционная система.

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.

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.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

· одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

· одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

· непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

· несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

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, 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. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES. Windows NT, Windows 2000 Server и др.

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.

Сервисное программное обеспечение. Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, 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.

Системное программное обеспечение является основой для установки инструментария технологии программирования и прикладного программного обеспечения и предполагает:

· управление ресурсами ЭВМ.

· создание копий используемой информации.

· проверку работоспособности устройств компьютера.

· выдачу справочной информации о компьютере и др.

2 Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ.

Пакеты прикладных программ (ППП) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области - 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. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, 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.

Кроме вышеперечисленных видов прикладных программных средств существуют так называемые офисные, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса: текстовые процессоры, табличные процессоры, средства презентационной графики, органайзеры, программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста, коммуникационные программные средства, а также интегрированные пакеты, представленные набором нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

3 Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Более или менее определенно сложились следующие группы программного обеспечения:

· системы программирования;

· инструментальные системы;

· интегрированные пакеты;

· динамические электронные таблицы;

· системы машинной графики;

· системы управления базами данных (СУБД);

· прикладное программное обеспечение.

В настоящее время активно развивается направление, связанное с технологией создания программных продуктов. Это обусловлено переходом на промышленную технологию производства программ, стремлением к сокращению сроков, трудовых и материальных затрат на производство и эксплуатацию программ, обеспечению гарантированного уровня их качества. Это направление часто называют программотехникой - технологией разработки, отладки, верификации и внедрения программного обеспечения.

Инструментарийтехнологии программирования - совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения, создаваемых программных продуктов - 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.

В рамках этого направления сформировались следующие группы программных продуктов:

1. Средства для создания приложений - совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ, включающие:

· локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя;

· интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

2. СASE-технология (Computer-Aided System Engineering), представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная дли автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Первая группа, упрощенно ее можно назвать языки программирования - формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере, также имеют свою классификацию, основываясь на синтаксисе образования конструкций, подразделяется на:

· машинные языки - языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

· машинно-ориентированные языки - языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

· алгоритмические языки - не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);

· процедурно-ориентированные языки - языки программирования, где имеется возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);

· проблемно-ориентированные языки - языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, Симула и др.);

· интегрированные системы программирования.

Помимо языков программирования к первой группе относятсяи интегрированные программные среды разработчиков, являющиеся развитием локальных средств разработки программ, которые объединяют набор средств для 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.

Следующая группа- средства CASE-технологии - относительно новое, сформировавшееся на рубеже 80-х г направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью и предъявляемыми требованиями к оборудованию рабочего места разработчика.

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

Средства CASE-технологий делятся на две группы:

· встроенные в систему реализации - все решения по проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления базами данных (СУБД);

· 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.

Основное достоинство CASE-технологии - поддержка коллективной работы над проектом за счет возможности работы в локальной сети разработчиков, экспорта/импорта любых фрагментов проекта, организационного управления проектом.

Некоторые CASE-технологии ориентированы только на системных проектировщиков и предоставляют специальные графические средства для изображения различного вида моделей.

Другой класс CASE-технологий поддерживает только разработку программ, включая автоматическую генерацию кодов программ на основании их спецификаций, проверку корректности описания моделей данных и схем потоков данных, документирование программ согласно принятым стандартам и актуальному состоянию проекта, тестирование и отладку программ.

В рамках CASE-технологий проект сопровождается целиком, а не только его программные коды. Проектные материалы, подготовленные в CASE-технологии, служат заданием программистам, а само программирование скорее сводится к кодированию - переводу на определенный язык структур данных и методов их обработки, если не предусмотрена автоматическая кодогенерация.

Большинство CASE-технологий использует также метод «прототипов» для быстрого создания программ на ранних этапах разработки. Кодогенерация программ осуществляется автоматически - до 85 - 90% объектных кодов и текстов на языках высокого уровня, а в качестве языков наиболее часто используются Ада, Си, Кобол.

На сегодняшний день для разработки прикладных программ существуют следующие технологические стандарты Microsoft:

1. OLE 4.0 (Object Linking and Embedding) - позволяющий создавать приложения, включающие в свой состав объекты, полученные из других приложений. При этом объект имеет две составляющие: внешнее представление объекта и способ редактирования объекта. Любой объект может либо внедряться, либо связываться с приложением.

Технология OLE 4.0 обеспечивает:

· редактирование «чужого» объекта внутри приложения;

· экономию трудовых затрат на разработку программ за счет ссылок на существующие внешние объекты;

· информационную интеграцию приложений.

2. ODBC (Open DataBase Connectivity) - создание единого интерфейса доступа к различным базам данных на различных платформах.

Программа выступает в качестве клиента, а база данных - в качестве сервера, доступ реализуется с помощью драйвера. Разработчики новых СУБД обеспечивают создание соответствующих их форматам драйверов.

3. MAPI (Messaging Application Program Interface) - обеспечение независимости приложений от систем связи в режиме телекоммуникаций, который также работает по принципу драйвера. MAPI поддерживает стандарт Х.400 Association's Common Messaging Calls (CMC), а также ряд других интерфейсов (API, SDK, DDK).

Существуют также и интегрированные инструментальные среды для разработчиков программ других фирм (Delphi,Borland C++ и др.).

Специфика современной информационной технологии состоит в бурном развитии сетевых комплексов вычислительных машин, в создании программ для работы в архитектуре сети типа файл-сервер и клиент-сервер, а начиная с середины 90-х годов 90% вновь создаваемых приложений являются приложениями типа клиент-сервер.