Программные средства информационно-коммуникационных технологий. Системное программное обеспечение
Обзор программного обеспечения............................................................................................................ 2
Системное программное обеспечение................................................................................................................ 2
Операционные системы............................................................................................................................................. 2
Системы программирования.................................................................................................................................... 3
Утилиты......................................................................................................................................................................... 5
Ассемблеры.................................................................................................................................................................... 5
Средства сетевого доступа..................................................................................................................................... 6
Системы управления базами данных...................................................................................................................... 6
Обзор программного обеспечения
Программное обеспечение – это общий термин для обозначения "неосязаемых" в отличие от физических, составных частей компьютерной системы. Термин охватывает как программы в символической записи, так и исполняемые формы этих программ. В английском языке программное обеспечение называется software.
Программное обеспечение (ПО) можно разделить на две группы: системное программное обеспечение (СПО) и прикладное программное обеспечение (ППО), соответственно в английском языке они обозначаются к system software и applied software (рис. 1.)
СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинный язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.
ППО помогает конечным пользователям в выполнении различных функций. Прикладное программное обеспечение иногда называются прикладные программы. Специализированные комплексы программ называют пакетами прикладных программ.
В английском языке программное обеспечение называется software.
При разделении программирования на системное и прикладное возникло и разделение в языках – одни их них, например, Фортран, Алгол-60, Кобол были предназначены для прикладного программирования, другие (ПЛ/360, Блисс, BCPL) – для системного. Затем было обнаружено, что прикладные и программные системы требуют изобразительных средств, близких к тем, которые нужны и для системного программирования. Первым среди подобных языков рассматривают ПЛ/1. В настоящее время существуют ряд языков, предназначенных для создания программных систем как системного, так и прикладного программирования, например Ада, Модула-2, С++.
Для разработки программного обеспечения применяется специальное программное обеспечение, называемое программно-инструментальными средствами.
Системное программное обеспечение
Программы СПО различаются по функциональному назначению и характеру исполнения. Сердцевиной СПО является операционные системы (ОС). Другим СПО являются: системы программирования (трансляторы, редакторы связей и загрузчики, отладчики)[1]; утилиты; ассемблеры; средства сетевого доступа, системы управления базами данных.
Операционные системы
Операционной системой называется совокупность программ, управляющих ходом работы компьютера, идентифицирующих программы и данные и осуществляющие связь между компьютером и пользователем. Также можно сказать, что операционная система - совокупность программ, управляющих ресурсами компьютерной системы и обеспечивающий организацию вычислительного процесса.
ОС повышает производительность вычислительного комплекса за счет гибкой организации прохождения потока задач через машину, оптимального использования ресурсов компьютера.
Примеры ОС: MS DOS, Windows, Unix, Linux.
Системы программирования
Трансляторы
Трансляторы это системная программа, предназначенная для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей
работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу.
Программа может состоять их одного или нескольких исходных модулей, которые могут быть написаны на одном или нескольких языках программирования.
В ходе трансляции по указанию программиста транслятор может формировать в отдельном выходном последовательном наборе данных листинг и диагностические сообщения для последующей выдачи на дисплей или на принтер.
Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы
 |
.
рис. 1. Структура программного обеспечения
переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля
У интерпретаторов два основных недостатка. Первый – низкая скорость работы интерпретируемых программ.
Преимущество интерпретатора перед компилятором состоит в том, что программа пользователя имеет одно представление – в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений – в виде текста и в виде выполняемого файла.
Редакторы связей
Редактор связей – системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные модули, полученные в результате работы транслятора, в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен. Загрузочный модуль компонуется из одной или нескольких программных секций – перемещаемых частей программы. Каждый объектный модуль из входного потока редактора связей может иметь ссылки к программным секциям в других модулях. Такие ссылки называются внешними. Символ указываемой внешней ссылкой называется внешним именем. Установленное редактором связей соответствие между внешними ссылками и внешними именами называется разрешением ссылки.
Загрузчики
Загрузчик это системная программа, объединяющая основные функции редактора связей и программы выборки в одном пункте задания. Загрузчик помещает находящиеся в его входном наборе данных объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы.
Отладчики
Отладчик это системная программа, предназначенная для управления процессом исполнения программы. Отладчик является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функция отладчика включает: пошаговое выполнение программы, остановка в заранее определенных точках, возможность остановки в некотором месте программы при выполнении некоторого условия; изображение и изменение значений переменных.
Утилиты
Утилиты представляют обобщенные задачи в компьютерной системе. Примерами являются обрабатывающие программы, которые передают данные между периферийными устройствами (например дисками), контролируют компьютерную систему.
Пример. Пакет Norton Utilities Integrator, выполняющий восемь основных: восстановление удаленных файлов; защита от системных сбоев; диагностика и устранение неполадок; защита компьютера от вирусов; ускорение работы компьютера; очистка дискового пространства; обновление программного обеспечения; изучение компьютера.
К утилитам, например, относятся дисковые компрессоры, программы резервного копирования, архиваторы, программы защиты и восстановления данных. В ОС Windows утилиты по обслуживанию дисков выполняют дефрагментацию диска, проверку диска, уплотнение диска. Утилита дефрагментации диска, осуществляющая собирание фрагментов файлов в один блок, предназначена для оптимизации работы диска и повышения скорости доступа к нему. Режимы работы утилиты резервного копирования данных на диске являются: резервирование; восстановление; сравнение исходных данных с их резервными копиями.
Типичными утилитами является антивирусное программное обеспечение, например, Антивирусная система Касперского, Dr.Web (Диалог-Наука).
Ассемблеры
Язык ассемблера относится к классу машинно-ориентированных языков. Машинно-ориентированным языком называется язык программирования, отражающий структуры архитектуре компьютера, а соответственно, уровень абстракции программы на ассемблере соответствует архитектуре компьютера. Каждой команде машинно-ориентированного языка соответствует команда компьютера.
Язык ассемблера применяется в системном программировании. Ассемблер позволяет разрабатывать наиболее эффективные программы, поскольку наиболее полно использует имеющиеся технические возможности компьютера.
Исходная программа на ассемблере применяет следующие типы операторов: команды компьютера, команды ассемблера, макрокоманды, команды генерации, комментарии.
Для разработки эффективной программы программист должен владеть следующими знаниями об архитектуре того компьютера, на котором он работает:
- типы данных;
- способами адресации данных в программах;
- множеством операций выполняемых компьютером;
- способами управления работой компьютера.
Средства сетевого доступа
Прогресс в ПО стал возможным на фоне исключительного прогресса в развитии компьютерного оборудования за последние 50 лет: рост скорости, памяти, телекоммуникационных технологий. Все это сделало возможным прямой доступ конечных пользователей посредством привлекательного интерфейса к разнообразным информационным ресурсам, подчас глобального масштаба.
Ключом к использованию этих ресурсов является сервер, специальная программа на компьютере, подключенному к сети, которая принимает запросы (или команды) и посылает ответы автоматически. Чтобы использовать сервер, человек посылающий запрос, не обязан работать на этом же компьютере. Многие серверы способны принимать запросы по электронной почте, поэтому не обязательно находиться в той же сети, что и сервер.
Программы, предназначенные для подачи запросов серверу, называются программами-клиентами. Сервер предназначен для их обслуживания. Клиент посылает запросы пользователя на сервер, используя стандартизированный формат, называемый протоколом. Ответ сервера содержит информацию, представленную в виде файла, содержащего данные того или иного формата.
Постоянно ведется разработка все новых программ-клиентов, предлагающих более удобные способы взаимодействия с сервером.
Пример. Приложения, Internet Explorer, Google Chrome – программы- клиенты.