ВВЕДЕНИЕ
Первая программа была написана
и опубликована англичанкой Адой Августой
Лалвейс (1815 – 1852 гг.). Она вошла в историю
как первый в мире программист. Необходимость
в составлении программ снова появилась
через 100 лет, когда появились образцы
действующих вычислительных машин.
Известно, что основной задачей
первых трёх десятилетий компьютерной
эры являлось развитие аппаратных компьютерных
средств. Это было обусловлено высокой
стоимостью обработки и хранения данных.
В 1980-е годы успехи микроэлектроники привели
к резкому увеличению компьютера при значительном
снижении стоимости.
Основной задачей 90-х годов
и начала XXI века стало совершенствование
качества компьютерных приложений, возможности
которых целиком определяются программным
обеспечением.
Таким образом, программное
обеспечение – это комплекс программ,
которые хранятся в компьютере и обеспечивают
обработку или передачу данных. В настоящее
время программное обеспечение включает
тысячи программ, что и обуславливает
актуальность написания данного реферата.
1 ЗНАЧЕНИЕ И СТРУКТУРА
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ЕГО ВИДЫ
Для того, чтобы ПК мог решать
какую – либо задачу, необходимо предварительно
составить ему подробную инструкцию, в
которой, в виде строгой последовательности
действий (алгоритма), в понятном для компьютера
виде, описать порядок обработки информации
в интересах решения этой задачи.
Программа – это последовательность
указаний (команд, описаний и операторов)
задающая алгоритм вычислительной машине.
Обычно программа для ЭВМ составляется
человеком на одном из языков программирования,
а затем сама ЭВМ переводит (транслирует)
эту программу на машинный язык.
Таким образом, если рассматривать
ПК как аппаратно-программный комплекс,
то главную роль здесь играет его программное
обеспечение.
Структуру программного обеспечения
представим с помощью рис.1.
Рис.1 – Программное
обеспечение современного ПК
В целом, по назначению выделяют
следующие виды программного обеспечения:
- Системное;
- Инструментальное;
- Прикладное.
Системное программное обеспечение
объединяет программы, которые предназначены
для организации совместной бесперебойной
работы устройств компьютера и для расширения
возможностей каждого устройства.
Некоторые программы системного
программного обеспечения после запуска
постоянно находятся в оперативной памяти
(даже во время работы других программ).
Такие программы называют резидентными.
В системное программное обеспечение
входят:
- базовая система входа – выхода
(BIOS);
- операционная система;
- сервисные программы.
Ядром системного программного
обеспечения компьютера является операционная
система, которая работает резидентно.
Однако и другие программы, которые входят
в системное программное обеспечение,
не менее важны.
Базовая система ввода – вывода
(BIOS) записана в памяти микросхемы материнской
платы.
При включении компьютера BIOS
проверяет исправность устройств компьютера,
загружает в оперативную память первую
из программ операционной системы – программу
загрузчик – и запускает её на исполнение.
Программа – загрузчик загружает остальные
программы операционной системы.
Системные программы. К сервисным
(обслуживающим) программам относятся:
- драйверы устройств;
- утилиты;
- антивирусные программы;
- программы – архиваторы.
Драйверы обеспечивают взаимодействие
устройств компьютера и операционной
системы. В последнее время большинство
драйверов поставляется вместе с операционной
системой. Подключение нового устройства,
как правило, требует одновременной установки
драйвера на него.
Программы – утилиты расширяют
возможности операционных систем по работе
с файлами и устройствами компьютера.
Современные операционные системы включают
утилиты в свой состав. В пример можно
привести стандартную операционную систему
Windows, которая обеспечивает удаление файлов
с винчестера и их восстановление, используя
специальную папку «Корзина». Другие утилиты
обеспечивают установку и удаление программ
и устройств и т.п.
Большинство утилит операционных
систем можно увидеть в папке «Панель
управления».
Необходимость в утилите, не
входящих в состав операционной системы
Windows, может возникнуть в случаях, когда
восстанавливают повреждённые файлы,
устанавливают пароли, создают на одном
винчестере образы нескольких винчестеров.
Существуют дополнительные
утилиты для устройств компьютера: центрального
процессора, винчестера, дисковода. Такие
утилиты способны ускорить работу процессора,
проверить, восстановить работоспособность
жёсткого диска, изменить скорость работы
дисковода.
Антивирусные программы обеспечивают
антивирусную защиту компьютеров, включая
диск и восстановление испорченного вирусами
файла.
Программы – архиваторы позволяют
специальными методами уменьшить размеры
файлов с целью последующего хранения
или передачи.
Инструментальное программное
обеспечение – это программы, которые
служат инструментом для создания программного
обеспечения.
К инструментальному программному
обеспечению относятся:
- системы программирования;
- системы управления базами
данных;
- электронные таблицы.
Система программирования –
система программ, предназначенная для
разработки программ на определённом
языке программирования.
Каждая система программирования
связана с определённым языком программирования.
Сегодня выбор языков программирования
очень широк. Разной степенью популярности
пользуются языки Basic (Бейсик), Pascal (Паскаль),
Assembler (Ассемблер), Algol (Алгол), Cobol (Кобол),
Fortran (Фортран), С (Си), Prolog (Пролог), PL/1 (ПЛ/1).
С развитием Интернета особую популярность
приобрели язык разметки документов HTML
и язык JavaScript.
Именно эти языки позволяют
создавать в Интернете красочные страницы
с обратной связью (интерактивные).
Современные системы программирования
включают текстовые редакторы для ввода
текста программы отладчики и другие компоненты.
Они позволяют загружать тексты программ
с дисков проводить отладку программ и
их перевод на язык программных кодов
процессора.
Система управления базами
данных (СУБД) – это комплекс программ,
который служит для создания компьютерных
баз данных.
Компьютерные базы данных обеспечивают
хранение больших объёмов информации
и быстрый автоматический поиск информации
по запросу. С помощью СУБД создаются компьютерные
библиотечные каталоги, складские и бухгалтерские
базы данных.
Электронные таблицы (табличный
процессор) – компьютерная программа,
поддерживающая представление данных
в виде таблиц, состоявших из строк и столбцов,
на пересечении которых располагаются
ячейки таблицы.
Прикладное программное обеспечение
– объединяет прикладные программы, которые
используются в различных областях деятельности
человека, не связанных с разработкой
программного обеспечения.
Прикладное программное обеспечение
разделятся на:
- программное обеспечение общего
назначения;
- программное обеспечение специального
назначения.
Программное обеспечение общего
назначения объединяет прикладные программы,
которые с одинаковым успехом используются
работниками разных профессий.
Прикладными программами общего
назначения являются текстовые редакторы,
которые не обладают возможностями издательских
систем («Блокнот», «Word», «WordPad» и др.), простейшие
графические редакторы («Paint», «Microsoft Photo
Editor» и др.), программы создания презентаций
(« Power Paint»), программный «Калькулятор»,
программы электронного перевода текстов,
программы для работы в Интернете (браузеры),
программы-просмотрщики различных файлов,
компьютерные проигрыватели звукозаписей
и видеофильмов, электронные карты, компьютерные
игры и др.
Программное обеспечение специального
назначения объединяет прикладные программы,
которые используются работниками одной
профессии.
Сюда относятся бухгалтерские
комплексы, автоматизированные системы
проектирования, издательские системы,
профессиональные графические редакторы,
музыкальные редакторы, программы редактирования
звуковой и видеоинформации, программы
создания мультимедийных продуктов, тренажеры
для водителей, обучающие программы по
отраслям знаний и многие другие.
Необходимость в специализированных
программных средствах возникает только
у специалистов конкретной профессиональной
области.
Часто освоение таких программ
требует наличия профессиональных навыков.
2 РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ
И ВНЕШНЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Процесс создания программ
можно представить как последовательность
действий – рис.2.
Рис.2 – Процесс программирования
Постановка задачи– это точная
формулировка решения задачи на компьютере
с описанием входной и выходной информации.
Постановка задачи - обобщенный термин,
который означает определенность содержательной
стороны обработки данных. Постановка
задачи связана с конкретизацией основ-параметров
ее реализации, определением источников
и структурой входной и выходной информации,
востребуемой пользователем.
К основным характеристикам
функциональных задач, уточняемым в процессе
ее формализованной постановки, относятся:
- цель или назначение задачи,
ее место и связи с другими задачами;
- условия решения задачи с использованием
средств вычислительной техники;
- содержание функций обработки
входной информации при решении задачи;
- требования к периодичности
решения задачи;
- ограничения по срокам и точности
выходной информации;
- состав и форма представления
выходной информации;
- источники входной информации для решения задачи;
- пользователи задачи (кто осуществляет
ее решение и пользуется результатами
решение и пользуется результатами решения).
Обычно постановка задач выполняется
в едином комплексе работ по созданию
структуры внутри машинной базы данных,
проектированию форм и маршрутов движения
документов, изменению организации управления
в рамках предметной области.
В связи с ростом потребности
в разнообразных программах обработки
данных весьма актуален вопрос применения
эффективных технологий программирования
и их перевода на промышленную основу.
Это означает:
- стандартизованность, тиражируемость
и воспроизведение различными разработчиками методов программирования;
- внедрение прогрессивных инструментальных средств разработки программ;
- использование специальных
методов и приемов организации работ по
разработке программ.
Основная категория специалистов,
занятых разработкой программ, - это программисты.
Программисты неоднородны по уровню квалификации,
а также по характеру своей деятельности.
Наиболее часто программисты делятся
на системных и прикладных.
- Системный программист (system / software programmer, toolsmilh) занимается разработкой, эксплуатацией и сопровождением системного программного обеспечения,
поддерживающего работоспособность компьютера
и создающего среду для выполнения программ, обеспечивающих реализацию функциональных
задач.
- Прикладной программист (application programmer) осуществляет разработку и отладку программ
для решения функциональных задач.
3 ХАРАКТЕРИСТИКИ
КАЧЕСТВА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
И МЕТОДЫ ИХ ОЦЕНКИ
Разработка программного обеспечения
– это деятельность, которая в настоящее
время является одной из самых дорогостоящих.
Программное обеспечение всё
чаще ставятся вопросы о гарантиях правильности
результатов, полученных с его
помощью, о степени влияния
программного продукта на метрологические
характеристики СИ, об его уровне
защищённости от преднамеренных и
непреднамеренных воздействий и, в
конечном итоге, о степени доверия к результатам,
полученным с помощью программного
обеспечения.
Источники погрешностей,
вносимых программным обеспечением
в результаты вычислений, могут
быть следующими:
– неадекватность используемых
алгоритмов решаемой измерительной задаче;
– перевод чисел из
десятичной системы счисления в
двоичную и наоборот;
– округление на промежуточных
этапах вычислений;
– обрыв бесконечных рядов,
являющихся представлениями большинства
используемых при вычислениях библиотечных
функций;
– неопределённость табличных
значений констант, используемых
при вычислениях;
– неудачный выбор алгоритмов
вычислений, в частности использование
так называемых неустойчивых (необусловленных)
алгоритмов и т. д.
Оценке качества программных
продуктов, особенно тех, которые
используются для коммерческого учёта
и при производстве промышленной продукции,
должно быть уделено самое серьёзное
внимание.