Программное обеспечение.Этапы развития и перспективы. Современное программное обеспечение

2.3 Что такое утилиты

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas - польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.

Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

Программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;

Программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;

Программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют за счет применения специальных алгоритмов упаковки информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ-архиваторов очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее их хранить, предварительно сжав программами-архиваторами. Представители данных программ –WinRar и WinZip.

Антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами. Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий - портит файлы, "засоряет оперативную память и т.д. Представители антивирусного семейства программ – Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus.

Рисунок 5 Классификация вирусов

Согласно исследованию организации AVIEWS (Antivirus Information & Early Warning System), Sophos обнаруживает не менее 80 процентов неизвестных зловредных кодов, значительно опережая многие другие весьма популярные и именитые программы. Второе место занял «Антивирус Касперского», который обнаруживает 65 процентов угроз. Интересно, что третье место с 60 процентами занял Ikarus, не известная широким массам программа. А такая именитая программа, как Panda, показала всего 10%.

Программы для создания резервных копий информации позволяют периодически копировать важную информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дополнительные носители. Представители программ резервного копирования – APBackUp, Acronis True Image.

Программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

Программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

Коммуникационные программы, предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов. Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения. Представители коммуникационных программ – Venta Fax, Cute FTP.

Программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

Программы для печати экрана бывают весьма полезны при использовании графических программ для вывода на печать содержимого экрана, так как отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы. Представители программ для печати экрана – SnagIt, HyperSnap-DX.

Программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.

2.4 Инструментальные системы

Какие программы называются инструментальными.

Инструментальные программные средства - это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.

Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО. По своему назначению они близки системам программирования.

К инструментальным программам, например, относятся:

Редакторы;

Средства компоновки программ;

Вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия;

Графические пакеты программ и т.п.

Система программирования.

Система программирования - это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

Компилятор или интерпретатор;

Интегрированная среда разработки;

Средства создания и редактирования текстов программ;

Обширные библиотеки стандартных программ и функций;

Отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

- "дружественная" к пользователю диалоговая среда;

Многооконный режим работы;

Мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками;

Встроенный ассемблер;

Встроенная справочная служба;

Другие специфические особенности.

Транслятор (англ. translator - переводчик) - это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.

Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.

Компилятор (англ. compiler - составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Интерпретатор (англ. interpreter - истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

После того, как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Популярные системы программирования – Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. Borland C++, Borland Delphi и др.

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию - в зависимости от того, для каких целей он создавался. Например, Pascal обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. Поэтому данный язык обычно реализуется с помощью компилятора. С другой стороны, Basic создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества.

Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

2.5 Тенденции развития программного обеспечения

Бурный рост и быстрые темпы развития рынка ПО.

Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за последнее десятилетие превратилось из занятия отдельных программистов в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие программного обеспечения, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами-производителями программного обеспечения. Доля некоммерческого программного обеспечения постоянно снижается и все более ограничивается программами, создаваемыми в процессе научных исследований или для собственного использования.

При разработке коммерческих программ основной задачей фирм-разработчиков является, естественно, обеспечение их успеха на рынке. Для этого необходимо, чтобы программы обладали следующими качествами:

Функциональность программы, т.е. полнота удовлетворения ею потребностей пользователя;

Наглядный, удобный, интуитивно понятный и привычный пользователю интерфейс (т.е. способ взаимодействия программы с пользователем);

Простота освоения программы даже начинающими пользователями, для чего используются информативные подсказки, встроенные справочники и подробная документация;

Надежность программы, т.е. устойчивость ее к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д., и разумные ее действия в этих ситуациях.

Расширяется практика сдачи программного обеспечения в аренду.

Диаграмма 1 Лицензии, поддержка и аренда ПО.

Стандартизация и интеграция продуктов ПО.

Во многих областях совместная работа различных производителей программного обеспечения приводит к стандартизации отдельных элементов интерфейса программ, форматов данных и т.д., что весьма удобно для пользователей. Это происходит прежде всего потому, что разработчики программ перенимают друг у друга удачные находки и приемы и стремятся обеспечить совместимость с другими наиболее популярными программами.

Увеличение мощности программ.

Важнейшей тенденцией развития программного обеспечения является неуклонное увеличение их мощности – программы могут обрабатывать большие количества данных, делать это быстрее, предоставляют пользователю больше выполняемых функций и т.д. Таким образом, разработчики программного обеспечения используют возможности, появляющиеся из-за увеличения мощности компьютеров. Весьма заметно и стремление к интеграции функций программного обеспечения.

Возможность дистанционного запуска ПО через Web.

Сегодня большинство систем плавно перетекают в Web. Всемирная паутина затягивает все больше и больше приложений. Базы данных приобретают Web-интерфейсы пользователей, взамен имеющихся ранее настольных приложений. В конечном итоге, стоит ожидать, что конечному пользователю будет нужен лишь веб-браузер, чтобы иметь возможность удовлетворять все возможные потребности в программном обеспечении. В данном случае пользователю все равно, какая операционная система управляет локальным компьютером, главное - надежность и производительность сервера. (Например, пакет Microsoft Office может быть установлен на удаленных серверах, а не на системах конечных пользователей, но запуск приложений при этом будет происходить не менее быстро, чем на локальных ПК). Таким образом, все программы получат возможность как локального исполнения, так и дистанционного запуска через Web.

Заключение

В данной работе было рассмотрено, что представляет собой программное обеспечение. Названо три основных его разновидностей, а именно: прикладное, системное и инструментальное программное обеспечение. Каждый вид ПО, его задачи, сферы применения разобраны в отдельности. Обозначили основные тенденции развития ПО.

Библиографический список

1. Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике http://www.stf.mrsu.ru/economic/lib/Informatics/text/Progr.html\

2. Симонович С. Информатика: базовый курс. Учеб. для ВУЗов. СПб, Питер, 2002 г.

3. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е и 7-е.- М.: ИНФРА-М, 1997.

http://www.phreaking.ru/showpage.php?pageid=54177

Московский государственный университет

экономики, статистики и информатики

Кафедра вычислительных систем,

сетей и телекоммуникаций

Реферат

на тему: “Современное программное
обеспечение ПВМ”

Дата готовности работы 16.11.99

Реферат выполнила студентка I курса

заочного отделения

факультета статистики

Преподаватель: Михаил Юрьевич Шишков

Москва, 1999 г.

План выполнения реферата

Вступление

Современное программное обеспечение ПВМ.

Классификация программного обеспечения современных ПВМ

Перспективные операционные системы и оболочки, их назначение, возможности и особенности.

Система Windows и сопутствующие ПО.

Современные пакеты прикладных программ.

Заключение

Список использованной литературы

Вступление

Компьютеры - это универсальные устройства для обработки информации. В отличие от телефона, магнитофона или телевизора, осуществляющих только заранее заложенные в них функции, персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций (т.е. программу), как надо обрабатывать информацию. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своег оприменения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение “компьюетр сделал” означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила выполнить соответствующее действие.

Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, статистика или агронома, редактировать на нем документы или играть в какую-нибудь игру. При своем выполнении прогарммы могут использовать различные устройства компьютера для ввода и вывоад данных, подобно тому, как человеческий мозг пользуется органами чувств для получения и передачи информации.

Таким образом, для эффективного использования компьютера необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ. В своем реферате я постараюсь описать основные разновидности программ для персонального компьютера.

Современное программное обеспечение ПВМ

Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов-одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Только в США более 50 фирм-производителей программного обеспечения имеют объемы продаж более 10 млн. долларов, а у десяти из них объемы продаж превышают 100 млн. долларов. Поэтому развитие программного обеспечения, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами-производителями программного обеспечения. Доля некоммерческого программного обеспечения постоянно снижается и все более ограничивается программами, создаваемыми в процессе научных исследований или для собственного удовольствия.

Важнейшие свойства программ

При разработке коммерческих программ основной задачей фирм-разработчиков является, естественно, обеспечение их успеха на рынке. Для этого необходимо, чтобы программы обладали следующими качествами:

функциональность программы, т.е. полнота удовлетворения ею потребностей пользователя;

наглядный, удобный, интуитивно понятный и привычный пользователю интерфейс (т.е. способ взаимодействия программы с пользователем);

простота освоения программы даже начинающими пользователями, для чего используются информативные подсказки, встроенные справочники и подробная документация;

надежность программы, т.е. устойчивость ее к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д., и разумные ее действия в этих ситуациях.

Стандартизация. Во многих областях совместная работа различных производителей программного обеспечения приводит к стандартизации отдельных элементов интерфейса программ, форматов данных и т.д., что весьма удобно для пользоватеелй. Это происходит прежде всего потому, что разработчики программ перенимают друг у друга удачные находки и приемы и стремятся обеспечить совместимость с другими наиболее популярными программами. В результате использование ниспадающих меню или вид таблицы табличного процессора будут приблизительно одинаковыми во всех программах, хотя они созданы различными разработчиками, подобно тому, как похожи кнопки в лифтах, изготовленных разными

Классификация программного обеспечения
современныхПВМ

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

прикладные программы , непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т.д.;

системные программы , выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информатии, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.;

инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых програм для компьютера.

Понятно, что грани между этими тремя класами программ весьма условны, например в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е.е программа прикладного хактера.

Системные программы

Число всех разновидностей системных программ очень велико, поэтому я рассмотрю только некоторые из них.

Операционная система . Среди всех системных программ особое место занимает операционная система - программа, которая загружается при включении компьютера. Она осуществляет диалог с пользователем, управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.

Драйверы. Важным классом системных программ являются программы-драйверы. Они расширяют возможности DOS по управлению устройствами ввода-вывода компьютера (клавиатурой, жестким диском, мышью и т.д.), оперативной памятью и т.д. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

Операционные оболочки , в отличие от обычных программ-оболочек, не только дают пользователю более наглядные средства для выполнения часто используемых действий, но и предоставляют новые возможности для запускаемых программ. Чаще всего это:

графический интерфейс, т.е. набор средств для вывода изображений на экран и манипулирования ими, построения меню, окон на экране и т.д.;

мультипрограммирование, т.е. возможность одновременного выполнения нескольких программ;

расширенные средства для обмена информацией между программами.

Операционные оболочки упрощают создание графических программ, предоставляя для этого большое количество удобных средств, и расширяют возможности компьютера. Но платой за это являются повышенные требования к ресурсам.

Вспомогательные программы (утилиты)

К системным программам можно также отнести большое количество так называемых утилит, т.е. программ вспомогательного назначения. Ниже я кратко опишу некоторые разновидности этих программ. Часто утилиты объедияются в комплексы.

Программы-упаковщики позволяют за счет применения специальных методов “упаковки” информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ-упаковщиков очень полезно при созданиии архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее хранить на дискетах, для примера, файлы, предварительно сжатые программами-упаковщиками.

Программы для создания резервных копий информации на дисках позволяют быстро скопировать информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дискеты.

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусов и ликвидации последствий заражения вирусом.

Коммуникационные программы предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов (некоторые программы - при соединении параллельных портов, что обеспечивает большую скорость). Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения.

Програм мы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее исполльзование, типы дисков и т.д.), а также проверить работоспособность устройств компьютера (прежде всего жестких дисков). Они позволяют выявить “намечающиеся” дефекты дисков (возникающие из-за износа магнитной поверхности диска) и предотвратить потерю данных, хранящихся на диске.

Программы-кэши для диска убыстряют доступ к информации на диске путем организации в оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участни диска. Чаще всего для кэша используется дополнительная или расширенная память компьютера. Некоторые контроллеры дисков имеют в своем составе встроенный кэш-буфер, но обычно их производительность не намного выше, а стоимость значительно больше, че у программы-кэша и соответствующего количества дополнительной памяти.

Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска и т.д., за счет чего уменьшается число перемещений головок диска 9т.е. ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска.

Программы динамического сжатия дисков позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают ее висходном виде. Таким образом, для пользователя эти программы незаметны, они проявляются только увеличением емкости дисков и изменением скорости доступа (кстати, скорость доступа при этом может не уменьшиться, а даже увеличиться). Если на диске хранятся программы, то увеличение емкости невелико - в 1,5 раза, но для баз данных оно может достигать 4-5 раз.

Программы для автономной печати (спулеры) позволяют распечатывать файлы на принтере параллельно с выполнением другой работы на компьютере. Некоторые из этих программ вдобавок обеспечивают и некоторое ускорение печати. Многие программы, например Microsoft Windows, Microsoft Word для DOS, имеют встроенные средства для поддержки автономной печати.

Программы для управления памятью обеспечивают более гибкое использование оперативной памяти компьютера. Некоторые из них дают возможность загрузить в память компьютера несколько программ и “переключаться” с одной на другую с помощью нескольких нажатий клавиш. Другие обеспечивают эффективное управление резидентными программами, в частности “выгрузку” их из памяти после того, как в них отпадает необходимость.

Программы для печати экрана бывают весьма полезны при использовании гарфических программ для вывода на печать содержимого экрана (отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы). Они работают со всеми наиболее распрстраненными экранами и принтерами, позволяют заменять цвета и использовать для передачи цвета на черно-белых принтерах различные штриховки, варьировать размер и расположение картинки на печатаемой странице.

Программы управления локальной сетью

Пользователи компьютеров, объединеных в локальную сеть, могут передавать друг другу сообщения, совместно использовать базы данных или устройства (например, принтеры), что значительно повышает удобство и эффективность коллективного труда. Для объединения компьютеров в локальную сеть компьютеры необходимо соединить специальными проводами (кабелями) и вставить в них платы сетевых адаптеров, возволяющих передавать информацию по кабелям сети. (Имеются, в прочем, сети, в которых обмен инфорацией осуществляется без специальных проводов - с помощью радиоволн или через осветительную сеть.) однако одних проводов и сетевых адаптеров недостаточно, необходимы программы, обеспечивающие обмен информацией по локальной сети.

Однако локальные сети не могут полностью удовлетворить все нужды в обмене информацией между компьютерами. Они потому и называются локальными (от латинского locus - место), что связывают компьютеры, находящиеся близко друг от друга (например, в одном здании). Однако компьютеры и локальные сети можно связывать между собой с помощью каналов связи телефонной, спутниковой и т.д., образуя распределенные вычислительные системы и сети различного назначения. Так, широко известна стала у нас в стране система электронной почты InterNet.

Прикладные программы

Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;

подготовки документов типографского качества - издательские системы;

обработки табличных данных - табличные процессоры;

обработки массивов информации - системы управления базами данных.

Я в своем реферате расскажу о наиболее часто используемых типах прикладных программ.

Табличные процессоры обеспечивают работу с большими таблицами чисел. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по имеющимся данным. Таблица может быть больше размеров экрана, в этом случае в каждый моент виден только фрагмент таблицы, но с помощью клавиш перемещения курсора можно перемещаться по таблице. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблице различные графики и т.д. многие из них предоставляют и дополнительные возможнсоти. Некоторые из них расширяют возможности по обработке данных - трехмерные таблицы, создание собственных входных и выходных форм, мкрокаманды, связь с базами данных и т.д. наибольшей популярностью пользуются табличные процессоры Lotus - 1-2-3, Quattro Pro, Microsoft Excel, Super Calc и др.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами - базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортиовку записей, составление отчетов и т.д. С такими СУБД легко могут работать пользователи даже невысокой квалификации, так как все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств.

Однако часто необходимо решать задачи, в которых участвует много различных видов объектов и соответственно много информационных массивов, связанных друг с другом различными соотношениями. В таких случаях требуется создавать специализированные информационные системы, в которых нужная обработка данных выполняется наиболее естественным для пользователей способом - с удобным представлением входных данных, выходных форм, графиков и диаграмм, запросов на поиск и т.д. для решения таких задач используются более сложные СУБД, опзволяющие с помощью специальных средств (обычно языков програмирования) описывать данные и действия с ними. Одной из первых таких СУБД была DBase фирмы Ashton-Tate (позднее приобретенная фирмой Borland), широко распространены и совместимые с DBase системы, например Fox Pro (ныне продаваемая фирмой Microsoft). Но почти во всех таких СУБД создание информационных систем достаточно трудоемко и сложно, поскольку должно осуществляться с помощью срдеств весьма низкого уровня. Поэтому разработка даже несложных на первый взгляд информационных систем часто требует многих недель и месяцев кропотливого программирования. Впрочем, в последнее время многие фирмы активно внедряют в поставляемые СУБД средств, облегчающие разработку: запросы по образцу, встроенные генераторы программ, форм и отчетов, библиотеки классов и т.д.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Как правило, пользователю предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора или издательской системы. Некоторые редакторы обеспечивают возможность получения изображений трехмерных объектов, профессиональыне средства цветообработки и т.д.

Системы деловой и научной графики позволяют наглядно представлять на экране различные данные в зависимости. Системы деловой графики дают возможность выводить на экран различные виды графиков и диаграмм (гистограммы, круговые и секторные диаграммы и т.д.). среди этих систем наиболее популярны программы Microsoft Chart, Boeing, Graph и другие, при этом пакет Harvard Graphics имеет и возможности научной графики. В последнее время системы деловой графики используются меньше, так как аналогичные возможности включены в ряд табличных процессоров и баз данных.

Системы автоматизированного проектирования (CАПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера. Среди этих систем лидером является Auto Cad, но для многих задач целесообразно использование других САПР.

Интегрированные системы сочетают в себе возможность системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работе с ними. Часто пользователю предоставляется встроенный язык, позволяющий создавать на базе интегрированной системы различные надстройки, выполняющие нужные пользователю функции.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за несовместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Некотоыре из них предназначены для автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета - начисленмя заработной платы, учета товаров, материалов на складах и т.д.

Системы программирования

Даже при наличии десятков тысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, чего не делают (или делают, но не так) имеющиеся программы. В этих случаях следует использовать системы программирования, т.е. системы для разработки новых программ. Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки программ.

Для популярных языков программирования на IBM PC существует множество систем программирования. Естественно, что программисты предпочитают те системы, котоыре легки в использовании, позволяют получить эффективные программы, имеют богатые библиотеки функций (подпрограмм) и мощные возможности для отладки разрабатываемых программ. В качестве примеров таких систем программирования можно назвать Turbo C, Turbo Pascal, Microsoft Basic.

Системы программирования прежде всего различаются, естественно, по тому, какой язык программирования они реализуют. Среди программистов, пшущих программы для персональных компьютеров, наибольшей популярностью пользуются языки Си, Паскаль и Бейсик.

Список использованной литературы

Вычислительные машины, системы и сети: Учебник/А.П. Пятибратов, С.Н. Беляев, Г.М. Козырева и др.; Под ред. проф. А.П. Пятибратова. - М.: Финансы и статистика, 1991. - 400 с.

Черняк Н.Г. и др. Архитектура вычислительных систем и сетей: Учеб. пособие / Н.Г. Черняк, И.Н. Буравцева, Н.М. Пушкина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1986. - 318 с.

Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, 2-е изд., перераб и доп. - М.: Финансы и статистика, Компьютер Пресс, 1991. - 288 с.

Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-Е перераб. И доп. - М.: ИНФРА-М, 1996. - 432 с.

Макдона Р. Основы микрокомпьютерных вычислений: Пер. с англ./ Т.Г. Никольской; Под ред. В.Ф. Шаньгина. - М.: Высш. Шк., 1989. - 272 с.

А.Н. Ворощук. Основы ЦВМ и программирование. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва “Наука”, М., 1978.

Абель П. Язык Ассемблера для IBM PC и программирования/ Пер. с англ. Ю.В. Сальникова. - М.: Высш. Шк., 1992. - 447 с.

Овечкин Ю.А. Микроэлектроника: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1982 - 288 с.

Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 552 с.

БЕЛОРУССКИЙ ИНСТИТУТ ПРАВОВЕДЕНИЯ

Программное обеспечение.

Этапы развития и перспективы

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Программное обеспечение и его основные компоненты.

Этапы развития программного обеспечения

Тенденции развития программного обеспечения

краткая аннотация

Рассматривается принцип программного управления и его современная реализация. Дается программного обеспечения, структура. Анализируются этапы и тенденции его развития.

1. Принцип программного управления

Действия, выполняемые современными вычислительными машинами, определяются командами программы. Такая организация работы машины называется принципом программного управления . Согласно этому принципу никакая вычислительная машина сама задач не решает: она лишь выполняет действия, заложенные разработчиками программ.

Для современных систем обработки информации характерна многоуровневая, т.е. иерархическая организация программного управления. Более низким уровнем в этой организации является микропрограммирование. Микропрограммирование – это упорядоченный метод кодового управления отдельными элементами
машины; такими как: триггеры, транзисторы, вентили, интегральные схемы и т.п., – для выполнения элементарных операций.
Элементарные операции, происходящие в устройстве машины,
называются
микрооперациями . К ним относятся: передача информации с одного регистра на другой; выполнение одноразрядных сдвигов в пределах регистра и др.

Из этих микроопераций складываются уже более крупные операции, называемые микрокомандами. Последовательность микрокоманд, управляющих выполнением более крупной по логическому содержанию операцией, называется микропрограммой. Заменяя одну микропрограмму другой, можно менять состав операций, выполняемых машиной. Микропрограммы обычно располагаются в постоянной памяти машины, в которой информация запаивается
заводом-изготовителем машины. В такую память пользователь ничего
записать не может , и стереть тоже ничего не может, из нее можно только считывать информацию. В последнее время появились и полупостоянные запоминающие микропрограммные устройства, в которые можно специальными техническими средствами или специальными программами записать новую информацию.

Следующий, более высокий уровень в иерархии программного управления – это программирование на машинном языке , т.е. в кодах машины, представляющих собой набор закодированных элементарных операций машины, таких как: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение, ввод-вывод информации и др. Язык машины неудобен и сложен для человека. Он очень сильно отличается не только от привычного человеческого языка, но и от общепринятой математической символики, используемой для записи формул. Кроме того, различные машины имеют свой набор элементарных операций, а, следовательно, и свой машинный язык. А значит программа, написанная на машинном языке одной машины, не может выполняться машиной другого типа.

Программирование в машинных кодах достаточно трудоемкий процесс. Однако, именно с него начиналась эра программирования. Облегчать этот процесс стали макрокоманды,
каждая из которых соответствует определенной совокупности
машинных команд. Однако макрокоманды ориентированы по-прежнему в большей степени на машины, чем на пользователя. Они также привязаны к особенностям конкретной машины.

Более высоким уровнем в иерархии программирования являются алгоритмические языки.

Рис. 1. Иерархия программирования

2. Программное обеспечение ЭВМ

и его основные компоненты

В современных вычислительных машинах ряд функций выполняется аппаратурой и составляет аппаратное или техническое обеспечение ЭВМ (hardware), а ряд – комплексом программ, называемым программным обеспечением (software) (рис. 2).

– это совокупность программ и документации на них, позволяющих осуществить автоматизированную обработку информации на ЭВМ. Если бы аппаратное оборудование предоставляло пользователям такие возможности, какие им необходимы, надобность в программном обеспечении отпала бы. Однако, в настоящее время форма работы с аппаратным оборудованием для пользователя не совсем удобна, и при конструировании ЭВМ создают комбинацию программных и аппаратных средств. Это позволяет найти оптимальный вариант сочетания затрат на создание ЭВМ и их возможностей. С точки зрения пользователя можно говорить о виртуальной (кажущейся) ЭВМ, обладающей некоторыми свойствами, реализованными совокупностью аппаратных и программных средств.

Рис.2. Кольцевая структура вычислительной системы

Программное обеспечение является неотъемлемой частью любой вычислительной машины. Оно освобождает пользователей от необходимости знать специфические свойства каждого устройства, облегчает связь с машиной каждого конкретного пользователя и организует доступ к системе нескольких пользователей, осуществляя распределение ресурсов системы. Чем сложнее и более развито программное обеспечение, тем проще общение с машиной. При оценке современных машин таких основных характеристик, как быстродействие и объем памяти оказывается недостаточно. К ним должны присовокупляться характеристики программного обеспечения. По мере усложнения ЭВМ растет и значение программного обеспечения. В настоящее время оно составляет 60-70% от стоимости вычислительной системы.

Основной принцип построения программного обеспечения заключается в выделении отдельных его функций и оформлении их в виде стандартизованных блоков, функционирование которых зависит от значения входов и выходов в этот блок и не зависит от других блоков. Такие программные блоки называют модулями , а принцип называется модульным.

По выполняемым функциям программное обеспечение можно разделить на две большие группы: системное и прикладное.

– это совокупность программ, рассчитанных на широкий круг пользователей и предназначенных для организации вычислительного процесса и (или) решения часто встречающихся задач (ГОСТ 24. 003-84). К системному программному обеспечению относят операционную систему и ее окружение, системы программирования, вспомогательные программы.

По мере усложнения ЭВМ появилась необходимость в выделении части системного программного обеспечения, которое стало называться операционной системой. Операционная система (ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления всеми аппаратными ресурсами машины, и всеми компонентами программного обеспечения, для организации их наиболее эффективного использования с учетом решаемых прикладных задач, а также организации взаимодействия с пользователем. Программы, расширяющие возможности операционной системы и упрощающие работу с ней, называются окружением операционной системы.

представляет собой совокупность средств разработки компьютерных программ. Она обеспечивает создание и преобразование программ, написанных на языках программирования или машинно-ориентированном языке. Эта часть операционной системы представляется такими ее программными компонентами, как трансляторы с языков программирования, средства отладки программ и др. На персональных компьютерах используются системы программирования на алгоритмических языках Бейсик, Паскаль, Си, PL/М, Пролог и др.

Вспомогательные программы обслуживания позволяют проводить тестирование оборудования, проверку качества магнитных дисков.

- совокупность программ, предназначенных для решения специальных задач. Среди них большую группу составляют пакеты прикладных программ, которые могут быть как общего назначения, так и ориентированы на реализацию либо некоторых методов, либо некоторых проблем (рис. 3). Сюда входят и уникальные программы, т.е. программы пользователя.

Рис.3. Структура программного обеспечения

Пакеты прикладных программ (ППП) - комплекс программ для решения задач по некоторой теме или предмету и оформленные согласно требованиям к такому продукту. Например, пакеты бухгалтерских программ.

- это чаще всего программы, созданные пользователем и не оформленные по стандарту в виде программного продукта. По мере развития они иногда переходят в предыдущие группы.

Различают пакеты прикладных программ общего и специального назначения. Пакеты специального назначения делятся на методо-ориентированные и проблемно-ориентированные.

В основе методо-ориентированных ППП лежит реализация того или иного математического метода решения задачи:

математического программирования (линейного, динамического, статистического и др.);

сетевого планирования и управления;

теории массового обслуживания.

Проблемно-ориентированные решают конкретные задачи из некоторой предметной области, например, транспорта, медицины, банковского дела, бухучёта и т.п. С их помощью можно создавать автоматизированные рабочие места для специалистов разного профиля.

ППП общего назначения ориентированы на автоматизацию широкого класса задач пользователя. К этому классу относятся:

текстовые процессоры;

табличные процессоры;

системы презентации;

графические процессоры;

системы управления базами данных;

интегрированные системы;

системы автоматизации проектирования;

оболочки экспертных систем, систем поддержки принятия решений.

Текстовым редактором
называется программный продукт, служащий для создания и изменения текстового документа . ППП для текстовой обработки
позволяют значительно ускорить процесс подготовки справок, отчётов, больших текстовых документов, писем и др.

Стандартными функциями пакетов являются: задание формата страницы и форматирование абзаца; ввод и модификация текста; удаление и вставка строки, нумерация страниц; работа с фрагментами текста, включая выделение слова, предложения и текстового блока; контекстный поиск и замена; использование в тексте различных шрифтов, выделение слова (фразы) на экране и при печати подчёркиванием, курсивом, жирным шрифтом.

Электронная таблица – это компьютерный эквивалент обычной таблицы, в клетках (ячейках) которой записаны данные различных типов: даты, тексты, формулы, числа. Электронная таблица является самой распространенной и мощной технологией для работы с данными. Для управления электронной таблицей созданы специальные программные продукты – табличные процессоры. Главное достоинство электронной таблицы – это возможность быстрого пересчета всех данных, связанных формульными зависимостями при изменении значения любого операнда. Объектом табличной обработки является динамическая таблица (SpreadSheet) – электронный эквивалент обычного бумажного бланка, который содержит ряд строк и столбцов. Основными областями применения таких пакетов являются экономика и планирование, подготовка отчётов, сводок и т.д.

База данных – это совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающая описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ . Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам, чтобы впоследствии быстро делать выборку с произвольным сочетанием признаков. Для управления данными в базе данных, ведения базы данных и обеспечения взаимодействия с прикладными программами используются системы управления базами данных (СУБД).

Для построения графиков, диаграмм, чертежей, иллюстраций существуют графические редакторы . Графики и диаграммы в них можно строить непосредственно, без создания таблицы и введения в неё числовых значений. Наибольшее распространение на ПЭВМ получили пакеты деловой и демонстрационной графики.

Деловая графика является универсальным средством отображения в графическом виде закономерностей изменения числовых данных, которые могут вводиться с клавиатуры или передаваться из баз данных и динамических таблиц. Поэтому программные средства деловой графики часто применяются совместно с другими пакетами: табличной обработки, накопления и хранения данных, статистической обработки.

Современные пакеты деловой графики обладают следующими основными показателями: настройка представления данных под формат бумаги и устройство вывода; автоматическое масштабирование и индикация масштабной сетки; автоматические условные обозначения; горизонтальная (вертикальная) ориентация графика; выбор цвета; несколько типов и размеров шрифтов; возможность регулирования размера страницы.

Пакеты графической обработки, как правило, обеспечивают построение графиков следующих типов: столбиковая вертикальная/горизонтальная и круговая диаграммы; линейный график и график рассеивания; диаграмма соотношения площадей.

В настоящее время среди прикладного программного обеспечения общего характера наиболее известны текстовые процессоры, табличные процессоры и системы управления базами данных. В этих областях разработано много программ, и они продолжают развиваться. У них появляется много новых функций и возможностей. этими программами отличается друг от друга: используются различные функциональные клавиши, функции одинаковых команд у них часто различные и т.д., к тому же часто различные программы имеют различный формат рабочих файлов, поэтому файлы, записанные в одной программе, не воспринимаются другой и приходится создавать дополнительные программы для обеспечения совместимости данных. Чтобы решить эти проблемы создаются интегрированные системы. В них сделано следующее:

ограничено множество функций прикладных областей до такого их количества, которое наиболее часто используется на практике;

осуществлена внутренняя совместимость модулей друг с другом и внешняя совместимость с другими программами.

В результате этого все модули, входящие в интегрированную систему, имеют единую конструктивную организацию.

Интегрированная система – программный продукт, представляющий совокупность функционально различных компонентов, способных взаимодействовать между собой путём передачи информации, и объединенных единым пользовательским интерфейсом. Современные интегрированные системы содержат обычно пять функциональных компонентов: электронную таблицу, текстовый редактор, систему управления базами данных, графический редактор, коммуникационный модуль.

Вопросы для самоконтроля

Понятие программного обеспечения

Системное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение

Понятие операционной системы и ее оболочки

Понятие пакета прикладных программ

Пакеты прикладных программ общего назначения

3. Этапы развития программного обеспечения

Стремление расширить возможности ЭВМ и повысить эффективность их использования привело к созданию программного обеспечения (ПО). Эволюция вычислительных машин тесно связана с развитием их программного обеспечения. В истории развития программного обеспечения можно выделить следующие поколения:

Первое поколение – зарождение ПО.

Второе поколение – развитие ПО: использование алгоритмических языков и библиотек стандартных программ.

Третье поколение – широкое использование ПО, появление развитых операционных систем.

Четвертое поколение – ПО, дающее возможность коллективного использования ЭВМ.

Первое поколение

ЭВМ первого поколения реализовывали последовательный принцип действия, обладали относительно невысокой скоростью, и программист был в состоянии достаточно полно использовать их вычислительные возможности. Программист был единственной фигурой, имевшей контакт с ЭВМ, знал все тонкости работы с аппаратурой и вел отладку своих программ непосредственно с пульта машины. Квалификация математика-программиста (высшая математика должна быть на ура) определялась умением быстро находить и исправлять ошибки в программах, хорошо ориентироваться за пультом ЭВМ.

На первом этапе программное обеспечение было тесно связано с машинным языком . Из-за большой трудоемкости процесса программирования на машинном языке редко удавалось написать программу без ошибок. Поэтому уходило много времени на отладку написанной программы, которая велась вручную за пультом машины.

В процессе накопления программ появилась возможность ускорить написание новых программ, благодаря включению в них фрагментов ранее разработанных и реализующих необходимые функции. Развитие этой идеи привело к появлению наборов стандартных программ и правил пользования ими.

Чтобы автоматизировать работу по включению стандартных программ в программу пользователя, были созданы компилирующие и интерпретирующие программы. Компилирующая программа (система) работает однократно при вводе в память основной программы. При этом, в нужных местах вызываются соответствующие стандартные программы и вставляются в общую программу вычислений. Интерпретирующая программа работает всякий раз, когда возникает необходимость обращения к стандартной программе. Существовали и смешанные программы, использующие принципы компиляции и интерпретации.

Чтобы программы, записанные на машинном языке, имели большую наглядность, было предложено символическое кодирование . Затем функции символического кодирования были расширены за счет того, что в адресной части символической записи были допущены выражения – макрокоманды . Так, постепенно, входные языки стали не чисто машинными, а машинно-ориентированными. Однако в основе этих языков продолжала оставаться система команд какой-либо конкретной ЭВМ. Специальные программы-трансляторы переводили программы с символического языка в систему команд машины.

Таким образом, первое поколение программного обеспечения характеризуется программированием на языке машины с использованием стандартных программ, компилирующих и интерпретирующих систем, символического программирования, макрокоманд и ручного режима отладки.
Стандартные программы и системы их использования, появившиеся на первом этапе развития ПО, до сих пор не утратили своего назначения.

К концу первого поколения ЭВМ в цепочке ЭВМ-программист появилась фигура оператора , выполняющего посреднические функции при отладке программ. На оператора легли обязанности по учету заданий программистов, по подбору исходных материалов для программы, по установке требуемых машинных носителей, по прогону программы и передаче результатов решения для последующего анализа.

Второе поколение

Переход к ЭВМ второго поколения сопровождался частичным отходом от последовательного принципа действия ЭВМ. Появление более быстрой оперативной памяти и центрального обрабатываемого устройства сделало экономически целесообразным совместить во времени процесс вычислений и операции обмена информацией с относительно медленно действующими внешними устройствами.

Стиль использования ЭВМ второго поколения характерен тем, что математик-программист не допускается в машинный вал. Свою программу, обычно записанную на языке высокого уровня, он отдает в группу обслуживания, которая занимается дальнейшей обработкой его задачи: перфорированием и пуском на машине. Для того, чтобы сделать этот процесс более эффективным, программисту представлялись средства автономной отладки и средства управления режимом решения задачи.

Опыт использования машин первого поколения сделал очевидной диспропорцию между временем, в которое ЭВМ занята вычислением, и временем, когда она используется для отладки. Все это потребовало искать пути для решения возникающих в этой области проблем. Оно было найдено в создании специальных программ, которые позволили возложить на ЭВМ часть функций по организации и управление вычислительным процессом. В функции этих программ входило следующее:

Прием и подготовка к выполнению на ЭВМ потока соответствующим образом оформленных заданий на работу, выделение им необходимых ресурсов, планирование их выполнения, загрузка в память, информирование оператора о ходе вычислительного процесса и выполнение его указаний, если возникнет необходимость или оказывается желательным его вмешательство в процесс.

Организация одновременного выполнения нескольких задач. Порядок выполнения их определяется принятой системой приоритетов. Такая организация работ способствует более полной загрузке ресурсов машины и повышению ее обшей пропускной способности, выраженной в количестве задач на единицу времени.

Организация обмена с внешними устройствами вычислительной системы. Рост номенклатуры внешних устройств, многообразие правил обращения к ним за данными, а также асинхронное выполнение ввода-вывода и процесса вычислений существенно усложнили написание программ обмена на физическом уровне. Развитая система управления данными предоставляет возможность программисту описывать обмен на логическом уровне, и сама формирует необходимые физические программы ввода-вывода в соответствии с указаниями программиста.

Выполнение вспомогательных работ, облегчающих реализацию различных этапов вычислительного процесса.

В это время бурное развитие получили языки программирования, которые ориентировались на определенные классы задач, а не на особенности ЭВМ. Перевод записи алгоритма с такого языка на язык конкретной машины выполняет специальная программа-транслятор.

На этом этапе было создано множество систем программирования на базе машинно-ориентированных, процедурно-ориентированных, универсальных и специальных языков.

В целом, для машин первого и второго поколений было характерно накопление и предоставление пользователям разрозненных наборов программ. Низкая надежность оборудования и малые объемы запоминающих устройств ставили очень жесткие рамки для развития программного обеспечения и особенно для создания сложных взаимозависимым систем, комплексно решающих задачу обеспечения работы ЭВМ . Те же принципы препятствовали и применению ЭВМ для достаточно полной автоматизации процессов обработки информации, оперирующих с большими наборами данных.

Прогресс в технологии, существенное повышение надежности оборудования, рост объемов оперативной памяти и появление более быстродействующих и емких запоминающих устройств – магнитных дисков – создали условия, в которых оказалось возможным комплексное решение вопросов организации работы ЭВМ. Это позволило исключить приостановки при переходе от одного этапа решения задачи к другому или при смене задач, свело к минимуму ручные манипуляции и обеспечило высокий коэффициент использования оборудования.

Характер накопленного к этому времени программного обеспечения создавал серьезные трудности для реализации такого комплексного подхода. Установление связи и взаимодействия между различными частями ПО оказалось сложным делом, так как каждая из частей создавалась независимо, без учета особенностей, и даже существования других частей.

Третье поколение

Попытки превращения разрозненного программного обеспечения в единую систему, путем создания всевозможных, связующих программ и частичной переработки некоторых из имеющихся, не могли серьезно продвинуть решение проблемы. Стало ясно, что основой ПО должен быть некоторый общий программный комплекс. Такие комплексы программ стали называть операционными системами (ОС).

Операционная система - это совокупность программ для управления оборудованием, данными, вычислительным процессом и связи оператора с машиной . То есть, это организованный набор программ и данных, разработанный специально для управления ресурсами вычислительной системы облегчения создания программ и управления процессом их выполнения с помощью вычислительной системы.

Таким образом, эволюция программного обеспечения ЭВМ привела к возникновению операционных систем, которые не позволяют рядовому пользователю общаться непосредственно с ЭВМ, но предоставляют ему большое количество самых разнообразных удобств. Пользователь уже работает не просто на ЭВМ, а в вычислительной среде «ЭВМ – операционная система». Операционная система представляет собой программное продолжение устройств управления.

Программное обеспечение машин второго поколения содержало 350-400 тысяч команд, а только дисковая операционная система для ЕС ЭВМ содержала порядка 1 млн. команд.

В 1975 г. закончена разработка операционной системы ОС – 4.0, позволяющей подключать к ЭВМ и обслуживать многих абонентов, оснащенных алфавитно-цифровыми графическими дисплеями. В 1976 году операционные системы содержали программы, общий объем которых превышает миллион машинных слов.

Операционная система позволяет использовать наиболее распространенные языки программирования того времени: фортран, Алгол-60, Кобол, ПЛ/1, РПГ. Для каждого из них создаются трансляторы и библиотеки стандартных программ. Использование названных языков и трансляторов открывает доступ к ЭВМ непрофессиональным пользователям. Трансляторы подробно сообщают об ошибках, обнаруженных как в процессе трансляции, так и при выполнении оттранслированных программ. Они имеют также развитые средства отладки.

Кроме языков высокого уровня, операционная система позволяет применять машинно-ориентированный язык Ассемблер со средствами макроязыка (в результате чего максимально используется все возможности технических средств), а также системные макрокоманды и макрокоманды пользователя.

Программное обеспечение ЭВМ строится открытым, т.е. его состав может постоянно расширятся, включать новые компоненты (модули), обеспечивающие развитие технических средств, методов обработки информации и расширение сфер применения. Этим созданы необходимые предпосылки для дальнейшего развития и совершенствования ПО.

Таким образом, постепенно машины из детерминированного устройства обработки заранее введенной информации все более превращаются в автомат, реагирующий на ситуации, возникшие во внешней, среде. Соответственно в программном обеспечении появились специальные программы, реагирующие на внешние события и события, происходящие в машине. Функции управления прохождением задач, организации ввода-вывода, трансляции и ряд других, позволяющих расширить возможность обработки данных и повысить эффективность обработки, были переданы операционной
системе . В отличие от ЭВМ первых поколений более поздние машины выпускаются уже не в виде отдельной вычислительной установки, а создаются семейства моделей разной конфигурации и производительности, снабженные соответствующей операционной системой.

Четвертое поколение

Этапы эволюции взаимоотношения «человек-машина» представляются следующими: от прямого использования ЭВМ одним программистом, в распоряжении которого представлены все ресурсы машины, – через мультипрограммирование, когда программист полностью отстранен от машины, – к системам разделения времени и разговорному режиму, когда много программистов, сидя за своими индивидуальными пультами, управляют ходом решения своих задач независимо друг от друга и одновременно используют мощности ЭВМ.

Особенности ЭВМ четвертого поколения позволяют значительно расширить состав программного обеспечения и перейти к программному обеспечению (ПО), позволяющему отказаться от традиционного программирования и организовать работу с машиной в форме диалога между потребителем и ЭВМ. Это дает возможность значительно расширить круг решаемых задач, включив в него проектирование предприятий, технологических линий больших систем. При этом результаты решения выдаются в виде комплектов чертежей, технологических карт, инструкций и описаний.

Поставлена задача о необходимости как можно скорее переходить к практике разработки, поставки, сборки и наладки у потребителей полных комплексов технических и программных средств, составляющих законченные автоматизированные системы обработки данных различного класса. Одним из наиболее перспективных направлений в развитии общего программного обеспечения ЭВМ этого поколения является разработка пакетов программ, расширяющих функции операционных систем. С этих позиций следует отметить разработанные в 1976 г. пакеты KAMA (для управления телеобработкой данных) и ОКА (для управления базами данных). В ВЦ АН СССР разработана диалоговая информационно-логическая система ДИЛОС.

Эффективность использования средств вычислительной техники в значительной степени зависит от того, насколько совершенны способы разработки программ. Особого внимания заслуживает разработанный в 1976 году пакет программ, позволяющий автоматизировать технологию разработки программ – пакет RTK.

Структурные особенности машин четвертого поколения должны обеспечивать возможность объединения ЭВМ в многомашинные комплексы с развитыми устройствами обмена информацией внутри системы с большим количеством внешних каналов, с телефонными и телеграфными линиями, прямой связью с источниками информации. Они будут способствовать дальнейшему развитию понятий виртуальной памяти и усложнению ее структуры, улучшению способов отображения виртуальной памяти на физическую. Встают задачи создания архивов данных и средств визуального отображения, организации сложных операционных систем, организации поиска, хранения и зашиты данных.

Программное обеспечение усложняется в связи с повсеместным введением интерактивных вычислений – использование режима разделения времени,

В целом, программное обеспечение четвертого поколения предусматривает обеспечение телеобработки, разработку диалоговых систем коллективного пользования, совершенствование систем управления данными путем обеспечения создания банка данных, обеспечения типовых
многопроцессорных и многомашинных систем . Программное обеспечение содержит программы автоматического программирования. То есть специалист будет задавать задачу машине примерно так, как он ее обычно задает программисту, и не будет знать истинного алгоритма решения. Истинный алгоритм ее решения будет строить машина.

От поколения к поколению ЭВМ, стоимость электронных компонентов в вычислительных системах постоянно уменьшается, а затраты на программную часть неуклонно возрастают. По данным американских специалистов в 1965 году доля программного обеспечения составляла 5% от общей
стоимости вычислительной системы, в 1976 г. – 75%, а к 1985 г., порой, превышала 90%. Стоимость выполнения одной команды за 10 лет, начиная с 1977г., снизилась на два порядка, а производительность программистов по-прежнему возрастала мало: примерно на З% в год.

Стала проявляться обратная тенденция замена как можно большей части программных средств аппаратными средствами. Простые и часто повторяющиеся программные процедуры оказываются кандидатами на аппаратную реализацию. Системы программного обеспечения, базирующиеся на новом, более сложном оборудовании, также постоянно усложняются, поскольку в них включаются все новые и новые возможности. Поначалу аппаратная часть новых поколений вычислительных машин росла за счет блоков деления, арифметики с плавающей запятой, косвенной адресации и каналов внешних устройств. В последующий период были добавлены:

схемы для преобразования адресов по описателям (дескрипторам);

средства для мультипрограммирования и многопроцессорности;

• разнообразные (реализованные, как правило, микропрограмм образом) макрокоманды;

аппаратное управление памятью иерархической структуры;

аппаратура для примитивного планирования.

Вопросы системного программирования достигли предела сложности и трудоемкости, что начинает тормозить создание современных вычислительных комплексов. Поэтому принимается единый интегральный подход к проектированию новых ЭВМ и их программного обеспечения. Главная задача состоит в оптимальном сбалансировании аппаратных и программных возможностей для обеспечения наибольшей производительности работы системы «человек-машина». Основным путем сокращения затрат и сроков создания программного обеспечения является усиление технических возможностей самих ЭВМ за счет аппаратной реализации более сложных элементов алгоритмических процессов.

В ЭВМ иногда стала чаще использоваться интерпретация, при которой программа, в процессе ее выполнения, остается записанной в исходном языке, а специальная программа-интерпретатор просматривает кусок за куском исходную программу и формирует последовательности машинных команд, выполняющих работу.

Преимущества интерпретации проявляются особенно заметно, когда интерпретирующая система встраивается в конструкцию ЭВМ, а не прикладывается к ней в виде специальных программ. Были сконструированы в ЭВМ серии «Мир». При создании 4-го поколения ЭВМ это направление становится все более популярным. Его реализации фактически приводит к тому, что машинные языки подтягиваются на уровень языков пользователя, открывая новые возможности их развития.

Основным средством общения с ЭВМ являются алгоритмические языки. Их количество и разнообразие неуклонно возрастает: уже в 1977 г. их было несколько тысяч. Все больше сил уделяется созданию программных процессоров реализации языков. Наиболее крупным проектом является проект многоязыковой системы программирования БЕТА, разработанной коллективом ВЦ СО АН СССР под руководством А.П. Ершова. Система ориентирована на языки Алгол-68, PL/1, SIMULA и др.

В производстве ЭВМ освоен и широко применяется метод микропрограммной реализации команд высокого уровня. Бурно развивается система памяти ЭВМ, претерпела существенные изменения их общая архитектура и организация. Введена и реализована во многих ЭВМ виртуальная память наряду со страничной (сегментной) ее организацией. От программной страничной организации памяти постепенно идет переход к ее аппаратной реализации.

В целом, совершенствование программного обеспечения ставит перед собой следующие задачи:

диалог человек-машина на любом языковом уровне;

автоматическое исправление ошибок пользователей;

получение пользователем информации любой степени подробности о состоянии вычислительного процесса и обрабатываемых данных;

широкое использование принципа самоопределяемости данных;

почти полное отсутствие ограничений на выбор удобного для пользователей представления предложений языка;

объединение и упрощение языков программированием, их ориентация на структурное программирование;

схемная реализация программного обеспечения (его наиболее часто используемой части);

изменение структуры операционной системы с целью создания ее иерархической конфигурации, включающей ядро;

• использование проблемно-ориентированных систем программирования;

генерация программного обеспечения для решения классов задач;

оптимизация программного обеспечения;

комплексное рассмотрение проблем предприятия.

Все это значительно упрощает работу программиста, сокращая время трансляции, позволяет создавать многопультовый режим объединения, отладки и составления программы непосредственно за пультом. Время на отладку в машинах 4-го поколения сокращается примерно в 4 раза.

Подводя итоги, можно отметить следующие основные особенности поколений ЭВМ и их программного обеспечения. Первое поколение характеризуется решением одной задачи в данный момент времени в пассивном режиме (без вмешательства в процесс ее решения пользователя). Алгоритм решения задачи – последовательный с фиксированной структурой. Второе поколение – решением набора задач в пассивном режиме. Третье – решением набора задач в активном режиме. Второе и третье поколения реализуют последовательно-параллельный алгоритм (т.е. допускается совмещение операций ввода-вывода с другими операциями).

Появление четвертого поколения связано с переходом от решения одной задачи (или их набора) к решению сложной задачи-системы, т.е. совокупности задач, связанных друг с другом, которые не допускают представления в виде набора простых задач, и задача может быть решена лишь целиком. Вычислительные средства реализуют параллельно-последовательный алгоритм с автоматическим изменением их структуры. Изменение структуры вычислительных средств задается до начала решения задачи.

Пятое поколение позволяет решать еще более сложные системные задачи, известные под названием проблем искусственного интеллекта. Для их решения требуются вычислительные средства, способные обеспечить функционирование самоорганизующихся алгоритмов. Структура вычислительных средств должна допускать изменения алгоритма управления процессом вычислений в течение времени решения задачи.

Вопросы для самоконтроля

Программное обеспечение:

первого поколения;


второго поколения;


третьего поколения;


четвертого поколения;


пятого поколения.

4. Тенденции развития программного обеспечения

Создание программного обеспечения в последнее время превратилось в важную и мощную сферу промышленности. Его развитие предназначено для широкого круга пользователей, происходит в процессе конкурентной борьбы между фирмами-производителями. При разработке программ, основной задачей фирм-разработчиков является обеспечение их успеха на рынке. Для этого необходимо, чтобы программы обладали следующими качествами:

функциональностью, т.е. полнотой удовлетворения потребностей пользователя;


наглядностью, удобным, интуитивно понятным и привычным пользователю интерфейс;

простотой освоения начинающими пользователями, для чего используются информативные подсказки, встроенные справочники и подробная документация;

надежностью, т.е. устойчивостью ее к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д. и разумностью ее действия в этих ситуациях;

стандартизацией.

Совместная работа многих производителей программного обеспечения должна вести к стандартизации отдельных элементов интерфейса программ, форматов данных и т.д., что удобно для пользователей. Это реально происходит, т.к. разработчики программ перенимают друг у друга удачные находки и приемы и стремятся обеспечить совместимость с другими наиболее популярными программами. В результате использование ниспадающих меню или вид таблицы в табличном процессоре приблизительно одинаковы во всех программах, хотя и созданы различными разработчиками.

Удобство пользовательского интерфейса программ является важнейшим фактором, определяющим их приемлемость для пользователей, а значит, и успеха на рынке. Большинство выпускаемых на рынок программ используют достаточно стандартные методы организации интерфейса;

ниспадающие меню;


панели для выбора, ответа;


встроенные диалоговые справочники и т.п.

Все большее количество программ используют графический пользовательский интерфейс, в котором, для упрощения работы пользователя, вместо надписей на экране используются рисунки.

Преобладающими в развитии программного обеспечения являются следующие тенденции:

Объединение противоречивых свойств , таких как универсализация и специализация. Такой подход позволяет разработчикам удовлетворить потребности большого количества потребителей.

Упрощение работы пользователя достигается за счет ужесточения требований к ресурсам ПЭВМ . Интерфейс пользователя обеспечивается аппаратурными и программными средствами и основан на следующих принципах:

• Общий интерфейс пользователя определяет: стандартный путь подачи команд компьютеру, одинаковую структуру приложений и инструментарий (выпадающее меню, система подсказок и пр.). Он принят на вооружение компьютерными гигантами Apple, Microsoft и IBM.

  Наличие битовой карты, высокая разрешающая
  способность, цветной дисплей. Каждый объект, отображаемый на экране, имеет, по крайней мере, два представления: внутреннее и внешнее. Внутреннее представление (не видимое) основано на некоторой модели мира, а внешнее (видимое) выводится на экран и состоит из пикселей. Это пассивное изображение называют битовой картой, так как оно создано из отдельных битов.
  

  What You See Is What You Get (WYSIWYG) – что видишь (на экране), то и получаешь (при печати на бумаге).
  

  Прямая манипуляция . Пользователь должен манипулировать «созданным миром» без посредника (прямая манипуляция), не задумываясь о проблемах манипуляции. Например, вставляемая в текст картинка должна ложиться именно в то место, которое для нее определено пользователем. При этом текст должен подвинуться без искажений.
  

Все это уже реализовано, в частности, графический интерфейс пользователя интуитивно понятен. Однако, как на самом деле люди общаются между собой? Обычно они говорят или пишут, иногда жестикулируют. А интонация? А двусмысленность? Позволит ли когда-нибудь интерфейс учесть все эти особенности общения, при работе с компьютером?

Операционные системы будущего в планах Microsoft и IBM

В исследовательской лаборатории Microsoft , разрабатывающей программные решения, которые появятся только через несколько лет, ведётся работа над проектом Farsite . Возможно, что идеи, разрабатывающиеся в Microsoft сегодня, будут внедрены в операционных системах будущего. Основные характеристики Farsite как операционной системы – это устойчивость к сбоям, самонастраивоемость и безопасность.

Реализацию своих идей на практике специалисты Microsoft видят так: несколько компьютеров, объединенных в сеть, совместно предоставляющих ресурсы пользователям, но работающих без центрального сервера управления. Система обеспечивает должную безопасность данных благодаря резервному копированию и технологии защиты от взломщиков. Даже если хакер получит контроль над одним из компьютеров кластера, он не сможет контролировать всю сеть.

Конечная цепь проекта Farsite – это создание в 2006 году кластера из 100 тысяч компьютеров, с общим объемом дисковой памяти в 10 терабайт (10 тысяч гигабайт).

В то же время, компания IBM работает над расширением возможностей существующих операционных систем. В настоящий момент в исследовательском центре IBM ведется работа по расширению возможностей операционной системы Linux для управления компьютером с 65 тысячами процессоров. Такая система будет управлять суперкомпьютером Blue Gene с заявленной производительностью в 1 квадриллион операций с плавающей точкой в секунду.

Исследование IBM направлено на создание «самооптимизирующейся, самонастраиваемой, самовосстанавливающейся» системы, сходной по устройству с автономной нервной системой человека. Главной чертой операционной системы будущего в IBM считают ориентацию на решение конкретных задач.

Вопросы для самоконтроля

Основные тенденции развития программного обеспечения.

Операционные системы будущего в планах Microsoft.

Операционные системы будущего в планах IBM.

а

Основы информатики: Учебн.пособие/А.Н.Морозевич, Н.Н.Говядинова, Б.А.Железко и др. Под обш.ред. А.Н.Морозевича.-Мн.:Новое знание, 2001.


Акиньшин Н.С. и др. Освоение персонального компьютера: Уч.пособие.-М.:Радио и связь, 1995.


Экономическая информатика: Учеб. для вузов/ Под ред. В.В.Евдокимова.-Спб:Питер, 1997.


Богумирский Б.В. Эффективная работа на IBM PC.-Спб.:Питер, 1997.


Вербицкий В.В. Учитесь работать на персональном компьютере.-Мн.: ВВВ, 1995.


Персональный компьютер. Диалог и программные средства: Уч.пособие.-М.: Издательство Университета дружбы народов, 1994.


Савельев А.Я., Сазонов Б.А., Лукъянов С.Э. Персональный компьютер для всех. Хранение и обработка информации.-М.: Высшая школа, 1995.

рий

Выберите правильное определение к каждому понятию

Учебное издание

Бородина Алла Ивановна

Крошинская Лариса Израйлевна

Сапун Оксана Леонидовна

Основы информатики

и вычислительной техники

Программное обеспечение.

Этапы развития и перспективы

Редактор-корректор Л.Р.Рецкая

Компьютерная верстка О.Н. Якубович

Подписано в печать 08.09.2003 г.

Формат 60х84 1 / 16 . Печать офсетная. Гарнитура «Таймс».

Усл. печ. л. 2. Уч.-изд. л. 1,37. Тираж 100 экз. Заказ № 35.

С возникновением персональных компьютеров разработка программного обеспечения превратилась мощный бизнес, в развитии которого прослеживаются некоторые тенденции, в частности:

программное обеспечение является товаром, который пользуется широким спросом на рынках;

в программных разработках в результате конкуренции наблюдается переход к стандартным решениям, в том числе, к стандартным интерфейсам;

с развитием аппаратной части увеличивается мощность программ, а также расширяются их функциональные возможности;

наблюдается постепенный переход от лицензионных программных продуктов к свободному программному обеспечению (СПО).

Развитие СПО в нашей стране постепенно трансформируется в создание национальной программной платформы (НПП), которая направлена на решение важнейших национальных задач:

переориентация финансовых потоков на отечественный рынок (импортозамещение);

обеспечение национальной безопасности страны в части технологической независимости;

ликвидация отставания в объеме и уровне использования информационных технологий в экономике, государственном управлении и общественной жизни;

развитие отечественных центров разработки информационных технологий мирового класса;

повышение конкурентоспособности отечественных программных продуктов на мировом рынке.

В апреле 2011 года комиссия по высоким технологиям и инновациям при правительстве РФ одобрила создание НПП. К созданию новых программных продуктов подключилось более 130 отечественных компаний, которые вошли в специальный комитет по разработке НПП.

Лекция 5. Системное программное обеспечение персонального компьютера

1. Назначение и состав системного по

Системное программное обеспечение предназначено:

для создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);

автоматизации процесса разработки новых программ;

обеспечения надежной и эффективной работы компьютера и вычислительной сети;

проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д.).

Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста или администратора сети.

Сист e мное ПО – это комплекс программ, предназначенный для управления процессором, оперативной памятью, устройствами ввода-вывода, сетевым оборудованием и организации «межслойного интерфейса» между аппаратной частью и приложениями пользователя 7 .

Системное ПО принято делить на базовое и сервисное.

Базовое системное ПО включает минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера, в том числе:

операционные системы и драйверы в составе операционной системы;

интерфейсные оболочки, обеспечивающие взаимодействие пользователя с операционной системой;

системы управления файлами.

Сервисное системное ПО включает программы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения, организуют более удобную среду работы пользователя и содержат в том числе:

драйверы специальных устройств;

программы диагностики компьютера;

антивирусные программы;

программы архивирования данных и т.п.

Программы сервисного ПО часто называют утилитами или служебными программами. Ниже приведены примеры некоторых утилит.

Программы-упаковщики – осуществляют архивирование и разархивирование файлов с целью экономии памяти компьютера.

Программы создания резервных копий – отвечают за копирование данных с жесткого диска на другие носители.

Коммуникационные программы – обеспечивают обмен данными между компьютерами.

Программы диагностики компьютера – осуществляют проверку конфигурации, объема памяти, работоспособности дисков и т.п.

Программы оптимизации дисков – производят оптимальное распределение файлов на диске для ускорения доступа.

Программы динамического сжатия дисков – при записи сжимают, а при чтении восстанавливают данные в исходном виде.

Слайд 2

Программное обеспечение ЭВМ

Программное обеспечение вычислительной машины – это совокупность программ и документации на них, позволяющих осуществить автоматизированную обработку информации на ЭВМ.

Слайд 3

Если бы аппаратное оборудование предоставляло пользователям такие возможности, какие им необходимы, надобность в программном обеспечении отпала бы. Однако, в настоящее время форма работы с аппаратным оборудованием для пользователя не совсем удобна, и при конструировании ЭВМ создают комбинацию программных и аппаратных средств. Это позволяет найти оптимальный вариант сочетания затрат на создание ЭВМ и их возможностей.

Слайд 4

Программное обеспечение является неотъемлемой частью любой вычислительной машины. Оно освобождает пользователей от необходимости знать специфические свойства каждого устройства, облегчает связь с машиной каждого конкретного пользователя и организует доступ к системе нескольких пользователей, осуществляя распределение ресурсов системы. Чем сложнее и более развито программное обеспечение, тем проще общение с машиной. При оценке современных машин таких основных характеристик, как быстродействие и объем памяти оказывается недостаточно. К ним должны присовокупляться характеристики программного обеспечения. По мере усложнения ЭВМ растет и значение программного обеспечения. В настоящее время оно составляет 60-70% от стоимости вычислительной системы.

Слайд 5

Основной принцип построения программного обеспечения заключается в выделении отдельных его функций и оформлении их в виде стандартизованных блоков, функционирование которых зависит от значения входов и выходов в этот блок и не зависит от других блоков. Такие программные блоки называют модулями, а принцип называется модульным.

Слайд 6

ППП

Пакеты прикладных программ - комплекс программ для решения задач по некоторой теме или предмету и оформленные согласно требованиям к такому продукту. Например, пакеты бухгалтерских программ.

Слайд 7

Этапы развития