Классификация программного обеспечения. Введение в системное программное обеспечение

Лекции № 1 - 2

Классификация программного обеспечения. Введение в системное программное  обеспечение. Поделиться…Поиск по материалам:  

 

 

 

Вопросы:

Классификация программного обеспечения.

1.1. Прикладные программы.

1.2. Специальное программное обеспечение информационных и управляющих систем.

1.3. Системное программное обеспечение.

Классификация системного программного обеспечения 

2.1. Управляющие системные программы.

2.2. Обрабатывающие системные программы.

2.3. Базовое ПО.

2.4. Сервисное ПО.

2.5. Группы системных программ.

Требования к системному программному обеспечению.

3.1. Необходимость использования  специальных языков для создания  СПО.

 

Традиционно программное обеспечение  подразделяют на два класса:

системное программное обеспечение (СПО) и

прикладное (пользовательское)программное  обеспечение (ППО)

 

Выделим еще один класс (скорее группу) программ - специальное программное  обеспечение информационных и управляющих  систем.

 

Прикладные программы предназначены  для решения функциональных задач, они выполняют обработку информации различных предметных областей.

 

Это самый многочисленный класс  программных продуктов.

 

К специальному программному обеспечению  информационных и управляющих систем относятся

программы (системы) управления базами данных;

программы управления языком интерфейса информационных систем;

программы сбора и предварительной обработки  информации (в информационно-измерительных  системах, например, бортовые системы).

 

ПО этого  класса часто оказывается скрытым  в составе драйверов оборудования или поставляется в виде библиотек функционального расширения языков программирования.

 

Поэтому часто  такие ПО относят к системному программному обеспечению.

 

Мы будем  считать ПО такого типа отдельным  классом и в курсе “СПО”  рассматривать не будем.

 

Система управления базами данных (СУБД) - это сложная программная система накопления и последующего манипулирования данными. Каждая СУБД предоставляет интерфейс с базой данных и может располагать средствами непосредственного доступа к последней ее пользователей.

 

С помощью языка описания данных создаются описания элементом и  записей данных, а также взаимосвязей между ними. Для выполнения операция с базой данных (например, выборка  или обновление) в прикладных программах используется язык манипулирования  данными. Фактическая структура физического хранения данных известна только СУБД.

 

Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и  программных комплексов для обеспечения  работы компьютера и сетей ЭВМ.

 

СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинных язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.

 

Системное программное обеспечение  предназначено для:

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

автоматизации разработки (создания) новых программ;

обеспечения надежной и эффективной  работы самого компьютера и вычислительной сети;

проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

выполнения вспомогательных технологических  процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз  данных и т.д.).

 

Данный класс программных продуктов  тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.

 

Программные продукты данного класса в основном ориентированы на квалифицированных  пользователей - профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора.

 

Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных  продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют  обслуживание компьютера, программ и данных.

 

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.

 

К системным программным продуктам  предъявляются высокие требования по надежности и технологичности  работы, удобству и эффективности использования.

Классификация системного программного обеспечения

 

В СПО традиционно включают

системные управляющие и

системные обрабатывающие программы.

 

Управляющие системные программы  организуют корректное функционирование всех устройств системы.

 

Основные системные функции управляющих программ -

управление вычислительными процессами и вычислительными комплексами  и

работа с внутренними данными  ОС.

 

Как правило, они находятся в  основной памяти. Это резидентные  программы, составляющие ядро ОС. Управляющие программы, которые загружаются в память непосредственно перед выполнением, называю транзитными (transitive).

 

В настоящее время системные  управляющие программы поставляются фирмами-разработчиками и фирмами-дистрибьюторами  в виде инсталляционных пакетов  операционных систем и драйверов специальных устройств.

 

Обрабатывающие системные программы  выполняются как специальные  прикладные задачи, или приложения.

 

Эти программы поставляются чаще в  виде дистрибутивных пакетов, включающих ПО

 

Замечание. В пакеты системных программ помимо основных программ, допускающих реконфигурацию, входят специальные настроечные программы, называемые программами инсталляции. МЫ будем создавать и такие программы.

Другая классификация

 

Часто Системное ПО компьютера подразделяют на БАЗОВОЕ и СЕРВИСНОЕ программное обеспечение.

 

БАЗОВОЕ программное обеспечение (base software) - минимальный набор программных  средств, обеспечивающих работу компьютера.

 

К базовому программному обеспечению  компьютера относятся

операционные системы и драйверы в составе ОС;

интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС (операционные оболочки) и программные среды;

системы управления файлами.

 

Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействием между собой и пользователем.

 

Операционная система предназначена  для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

 

Операционная система, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, с другой стороны, предназначена для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

 

Системы управления файлами предназначены для организации более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

 

Вместо низкоуровневого доступа  к данным с указанием конкретных физических адресов система управления файлами позволяет использовать логический доступ с указанием  имени файла.

 

Любая система управления файлами  не существует сама по себе - она разработана  для работы в конкретной ОС и с  конкретной файловой системой. То есть можно было бы систему управления файлами отнести к ОС.

 

Но в связи с тем, что

 

1) ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно); а дополнительную файловую систему можно установить (т.е. они самостоятельны);

 

2) простейшие ОС могут работать  и без файловых систем;

 

системы управления файлами выделяются в отдельную группу системных программ.

 

Заметим, что часто в специальной  литературе системы управления файлами  относят все-таки к операционным системам.

 

СЕРВИСНОЕ программное обеспечение - программы  и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

 

Это набор сервисных, дополнительно  устанавливаемых программ, которые  можно классифицировать по функциональному  признаку следующим образом:

драйверы специфических и специальных  устройств (те, которые не поставляются в составе ОС).

программы диагностики работоспособности  компьютера;

антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и  восстановление зараженных файлов;

программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физической уровнях, сжатие дисков, создание страховых  копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;

программы архивирования данных, которые  обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;

программы обслуживания сети.

 

Эти программы часто называются утилитами. (Заметим, что к антивирусным средствам этот термин обычно не применяется)

 

Утилиты - программы, служащие для  выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).

 

Наибольшее распространение сегодня  имеют комплекты утилит: Norton Utilities - фирма Symantec; Checkit PRO Deliuxe 2.0 - фирма Touch Stone; PC Tools for Windows 2.0; программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95.

 

Отдельно вспомним о такой группе системного ПО как системы программирования.

 

Это набор специализированных программных  продуктов, которые являются инструментальны  средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

 

Система программирования включает следующие  программные компоненты:

редактор текста;

транслятор с соответствующего языка;

компоновщик (редактор связей);

отладчик;

библиотеки подпрограмм.

 

Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей  ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять  разрабатывать программное обеспечение  и под другие ОС.

 

Например, одна из популярных систем программирования на языке С/С++ от фирмы Watcom для OS/2 позволяет получать программы  и для самой OS/2, и для DOS, и для Windows.

 

Редактор текста - это программа  для ввода и модификации текста.

 

Трансляторы предназначены 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.

 

Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы  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.

 

Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттраслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен.

 

Отладчик позволяет управлять  процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:

пошаговое выполнение программы (режим  трассировки) с отображением результатов,

остановка в заранее определенных точках,

возможность остановки в некотором месте программы при выполнении некоторого условия;

изображение и изменение значений переменных.

 

Загрузчик - системная обрабатывающая 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.

 

Средства сетевого доступа обеспечивают обработку, передачу и хранение данных в сети.

 

Заметим, что чаще говорят о сетевых  операционных системах, которые предоставляют  пользователям различные виды сетевых  служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.)

 

Ключом к использованию этих ресурсов является сервер, специальная  программа на компьютере, подключенному  к сети, которая принимает запросы (или команды) и посылает ответы автоматически.

 

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.