Виды программного обеспечения (ПО)

Определение ПО

Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программных средств, управляющих работой ЭВМ и/или автоматизированной системы, а также документация, необходимая для эксплуатации этих средств. Различают общее и прикладное (специальное) программное обеспечение.

• Общее ПО – это совокупность управляющих и обрабатывающих программ, предназначенных для планирования и организации вычислительного процесса, автоматизации программирования и отладки программ. В общее ПО входит ОС, программы технического обслуживания и вспомогательные программы.

• Прикладное (специальное) ПО – часть ПО, состоящая из отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей ЭВМ и созданных на их основе автоматизированных систем.

Пакет прикладных программ – набор (комплект) программ, связанной с ними документации (лицензионное свидетельство, паспорт, инструкции пользователя и т.п.), предназначенный для решения задач в определенной проблемной области.

Виды программного обеспечения (ПО)

• Прикладное ПО.

• Служебное ПО.

• Системное ПО.

• Базовое ПО.

Базовый уровень - это самый низкий уровень программного обеспечения. Он отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах ПЗУ (BIOS).

Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом.

Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств - они входят в состав ПО системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро ОС компьютера.

Наличие ядра ОС – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Программное обеспечение служебного уровня этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Служебные программы называют также утилитами.

Основное назначение утилит состоит в автоматизации работ по проверке, наладке, настройке компьютерной системы. Некоторые служебные программы включают в состав ОС, но большинство служебных программ являются для ОС внешними и служат для расширения её функций.

ПО прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых решаются конкретные задачи от производственных до творческих и развлекательно – обучающих.

Классификация прикладных программных средств

• Текстовые редакторы – ввод и редактирование текстовых данных.

• Текстовые процессоры позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать, то есть оформлять текст.

• Графические редакторы предназначены для создания и обработки графических изображений. Различают растровые, векторные редакторы и 3D-редакторы.

• Системы управления данными. Базами данных являются огромные массивы данных, организованные в табличные структуры.

• Электронные таблицы – это комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки.

• Системы автоматизированного проектирования.

• CAD-системы для автоматизации проектно-конструкторских работ.

• Экспертные системы для анализа данных, содержащихся в базах данных и выдачи рекомендаций по запросу пользователей.

• Редакторы HTML (Web-редакторы) предназначены для создания и редактирования Web-документов.

• Браузеры – средства создания WWW-страниц (обозреватели, средства просмотра Web).

• Интегрированные система делопроизводства для автоматизации рабочего места руководителя.

• Бухгалтерские системы – это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных.

• Финансовые аналитические системы используются в банковских и биржевых структурах.

• Геоинформационные системы предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной типографическими и аэрокосмическими методами.

• Системы видеомонтажа - предназначены для цифровой обработки видеоматериала, их монтажа, создания видеоэффектов, наложения звука, титров и субтитров.

• Обучающие, развивающие, справочные, развлекательные программы.

• Коммуникационные пакеты для организации взаимодействия пользователей с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети.

• Средства электронной почты (Pegasys Mail).

• Настольные издательские системы для автоматизации процесса верстки полиграфических изданий (PageMaker, CorelDraw, PhotoShop for Windows и т.д.), обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности:

- форматирование и редактирование текстов;

- автоматическую разбивку текста на страницы;

- компьютерную верстку печатной страницы;

- монтирование графики;

- подготовку иллюстраций и т.п.

• Программные средства мультимедиа. Основное значение данных программных средств – создание и использование аудио- и видеоинформации для расширения информационного пространства пользователя (различные БД компьютерных

произведений искусства, библиотеки звуковых записей и т.д.).

• Системы искусственного интеллекта:

- программы оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;

- готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предметных областей;

- системы анализа и распознавания речи, текста и т.п.

Примеры систем искусственного интеллекта: FIDE, MYSIN, Guru и др.

• Диспетчеры Файлов (файловые менеджеры). С помощью этих программ выполняется большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры.

• Средства сжатия данных (архиваторы) для создания архивов.

• Средства просмотра и воспроизведения.

• Средства диагностики программного и аппаратного обеспечения.

• Средства контроля (мониторинга) позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе.

• Средства коммуникации позволяют создавать соединения с удаленными компьютерами, обслуживать передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями и т.д.

• Средства обеспечения компьютерной безопасности.

Схема иерархической модели программно-аппаратных средств ЭВМ

• Интерфейс пользователя.

• Языки программирования.

• Интегрированные среды разработки прикладных программ – компиляторы, интерпретаторы, генераторы отчётов.

• Исполняемые файлы прикладных программ.

• Операционная система.

• Ядро операционной системы.

• Виртуальная машина – ассемблерный уровень.

• Микропрограммная среда управления аппаратными средствами.

• Логические схемы аппаратных средств.

Классы программ

Все программы по характеру использования и категориям пользования можно разделить на два класса – утилитарные программы и программные продукты.

• Утилитарные программы («программы для себя») предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего такие программы выполняют роль отладочных приложений, являются программами решения задач, не предназначенных для широкого распространения.

• Программные продукты (изделия) предназначены для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи.

Виды программных продуктов

В настоящее время существуют варианты легального распространения программных продуктов, которые появились с использованием глобальных телекоммуникаций:

• Freeware – бесплатные программы, свободно распространяемые, поддерживаются самим пользователем, который правомочен вносить в них необходимые изменения;

• Shareware – некоммерческие (условно – бесплатные) программы, которые могут использоваться, как правило бесплатно.

• Ряд производителей, использует OEM-программы (Original Equipment Manufacturer), т.е. встроенные программы, устанавливаемые на компьютеры или поставляемые вместе с компьютерами.

Программный продукт должен быть соответствующим образом подготовлен к эксплуатации (отлажен), иметь необходимую техническую документацию, предоставлять сервис и гарантию надежной работы программы, иметь товарный знак изготовителя, а также наличие кода государственной регистрации.

Специальные программы

Специальные программы предназначены для облегчения общения пользователя с командами ОС.

Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя. Наиболее популярны такие текстовые оболочки MS DOS, как Norton Commander, DOS Navigator, Volkov Commander и другие. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд ОС, уменьшают сложность работы конечного пользователя.

Среди графических оболочек MS DOS можно выделить Windows 3.1, Windows 3.11 for Work Group, которые расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор и т.д.) и сервисных функций, обеспечивающих создание пользователю систем обработки информации в составе одноранговых локальных сетей.

Средства создания ИС

• Интегрированные средства разработки программ объединяют набор средств для их комплексного применения на технологических этапах создания программы.

• CASE-технология (CASE – Computer-Aided System Engineering) – программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем.

CASE-средства

Средства CASE-технологий делятся на:

• строенные в систему реализации - все решения по проектированию и реализации привязки к выбранной СУБД;

• независимые от системы реализации - все решения по проектированию ориентированы на унификацию (определение) начальных этапов жизненного цикла программы и средств их документирования, обеспечивают большую гибкость в выборе средств реализации.

Основное достоинство- это поддержка коллективной работы над проектом за счет возможности работы в локальной сети разработчиков, экспорта (импорта) любых фрагментов проекта, организованного управления проектами.

В некоторых СASE-системах поддерживается кодогенерация программ - создание каркаса программ и создание полного продукта.

Системы программирования

Системы программирования включают:

• компилятор (транслятор);

• интегрированную среду разработки программ (не всегда);

• отладчик;

• средства оптимизации кода программ;

• набор библиотек;

• редактор связей;

• сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;

• справочные системы;

• систему поддержки и управления продуктами программного комплекса.

Компилятор транслирует всю программу без ее выполнения.

Трансляторы (интерпретаторы) выполняют пооперационную обработку и выполнение программы.

Отладчики (debugger) – специальные программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения других программ. Трассировка – это обеспечение выполнения в пооператорном варианте.

Программирование

Это совокупность процессов, связанных с разработкой программ и их реализацией. К указанным процессам относят все технические операции, необходимые для создания программ, включая анализ требований, все стадии разработки, а также реализации в виде готового программного продукта.

Языки программирования

Языки программирования являются искусственными, в них синтаксис и семантика строго определены, поэтому они не допускают свободного толкования выражения, что характерно для естественного языка. Языки программирования разделяются на две основные категории:

• язык высокого уровня;

• язык низкого уровня.

К языкам высокого уровня относят Фортран, ПЛ/1, Бейсик, Паскаль, Си, Ада, Алгол, Кобол, Лисп, ЛОГО, Пролог, Си Шарп (С#), Си++, Clipper, AppIeScript, dBase, FoxPro, XML, SAML, HTML, UML, WML, VRML, SQL, DSML, HDML и др.