Теоретико-множественное представление пакетов прикладных программ

Введение

Windows поддерживает два типа приложений: основанные на графическом интерфейсе (graphical user interface,GUI) и консольные (console user interface,CUI). Приложения первого типа создают окна, имеют меню, взаимодействуют с пользователем через диалоговые окна. Почти все стандартные программы Windows являются GUI-приложениями. Приложения консольного типа работают в текстовом режиме.

Программное обеспечение — совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. Также — совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных. Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на:

1)Системные программы – фирменные разработки (ОС). Привязаны к типу аппаратной реализации функциональных блоков ЭВМ (арифметических блоков и интерфейсных модулей). Интерфейсные модули обеспечивают основу взаимодействия ЭВМ с внешними устройствами.

2)Прикладное программное обеспечение, непосредственно обеспечивающее выполнение необходимых пользователям работ.

3)Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Сложились следующие группы программного обеспечения:

• операционные системы.
• системы программирования.
• инструментальные системы.
• интегрированные пакеты.
• динамические электронные таблицы.
• системы машинной графики.
• системы управления базами данных (СУБД).
• прикладное программное обеспечение.

Теоретические сведения

Пакет прикладных программили пакет программ— набор взаимосвязанных модулей, предназначенных для решения задач определённого класса некоторой предметной области.

Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Классификация ППП:

1)Проблемно-ориентированные ППП

Программные продукты данного класса можно классифицировать по разным признакам:

• типам предметных областей;
• типам информационным системам;
• функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом, и др.

2)ППП автоматизированного проектирования

Программы этого класса предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, занимающихся построением чертежей, схем, диаграмм, графическим модулированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

3)ППП общего назначения

Данный класс содержит широкий перечень программных продуктов, поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей, этими программными продуктами, благодаря встроенным средствам технологии программирования, могут пользоваться и программисты для создания усложненных программ обработки данных.

· Серверы баз данных

· Генераторы (серверы) отчётов

· Текстовые процессоры

· Табличный процессор (электронные таблицы)

· Средства презентационной графики

· Интегрированные пакеты

4)Методо-ориентированные ППП

Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие, независимо от предметной области и функции информационных систем, математические, статические и другие методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

5)Офисные ППП

Данный класс программных продуктов включает программы, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:

· Органайзеры (планировщики)

· Программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста

· Коммуникационные ППП

6)Интеллектуальные системы

Данный класс программных продуктов реализует отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются базы знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов.

7)Программные средства мультимедиа

Этот класс является относительно новым, он сформировался в связи с изменением среды обработки данных, появлением лазерных дисков высокой плотности записи с хорошими техническими параметрами по доступным ценам, развитием сетевой технологии обработки, появлением региональных и глобальных информационных сетей, располагающих мощными информационными ресурсами.

8)Настольные издательские системы

Данный класс программ включает программы, предназначенные для профессиональной издательской деятельности

Теоретико-множественное представление пакетов прикладных программ

D –пакет прикладных программ

L – входной язык. В ППП особенностью входных языков является, то , что они представлены в виде пользовательского интерфейса, который включает в себя текстовые редакторы для формирования исходного текса программ на заданном множестве принятой символики (операторов).

P – множество проблемных (предметных) программ, которые ориентированы на отладку программы.

F – системная часть (управляющие программы). Системная часть реализует интерфейс между общими системными программами и пакетом.

Р={Ed,Comp,Run}

· Еd- Текстовый редактор

Первый тип ориентирован на работу с последовательностью символов в текстовых файлах. Такие редакторы обеспечивают расширенную функциональность — подсветку синтаксиса, сортировку строк, шаблоны, конвертацию кодировок, показ кодов символов и т. п. Иногда их называют редакторы кода, так как основное их предназначение — написание исходных кодов компьютерных программ.

Microsoft Word (часто — MS Word, WinWord или просто Word) — это текстовый процессор, предназначенный для создания, просмотра и редактирования текстовых документов, с локальным применением простейших форм таблично-матричных алгоритмов. Текстовый процессор, выпускается корпорацией Microsoft в составе пакета Microsoft Office. Первая версия была написана Ричардом Броди (Richard Brodie) для IBM PC, использующих DOS, в 1983 году. Позднее выпускались версии для Apple Macintosh (1984), SCO UNIX и Microsoft Windows (1989).

· Сomp- компилятор в качестве транслятора – служит для получения из двоичного кода объектного файла, т.е. кодирование в двоичные коды команд (объектные коды), а также подключает библиотеки. Компилятор транслирует программу сразу целиком и лишь после этого возможно ее выполнение. Интерпретатор – более простой транслятор, он последовательно транслирует операторы программы и также по частям ее выполняет.

· Run – программа загрузчик – создает загрузочный файл.

Загру́зчик (англ. loader) — в информатике, программа, отвечающая за загрузку исполнимых файлов и запуск соответствующих новых процессов. Обычно является частью операционной системы, но может быть и самостоятельной программой — к примеру, позволяющей операционной системе запускать программы, скомпилированные для других операционных систем.

При запуске новой программы загрузчик должен:

• Считать данные из запускаемого файла.
• Если необходимо — загрузить в память недостающие динамические библиотеки.
• Заменить в коде новой программы относительные адреса и символические ссылки на точные, с учётом текущего размещения памяти, то есть выполнить связывание адресов (англ. Relocation).
• Создать в памяти образ нового процесса и запланировать его к исполнению.

Интегрированная среда разработки Borland Turbo C++ 3.0

Входной язык ППП Borland Turbo C++ - это проблемные языки программирования высокого уровня (Си и С++). Являясь одним из самых популярных языков программирования, C++ широко используется для разработки программного обеспечения. Область его применения включает создание операционных систем, разнообразных прикладных программ, драйверов устройств, приложений для встраиваемых систем, высокопроизводительных серверов, а также развлекательных приложений (например, видеоигры).

В области проблемных программ данного пакета можно выделить:

- Текстовый редактор исходного текста программы (Ed)

- Компилятор (Comp)

- Отладчик

- Программа загрузчик (Run)

Текстовый редактор (Editor) для создания и редактирования исходного кода программ может быть отдельным приложением, или встроенным в интегрированную среду разработки (IDE). На выходе текстового редактора образуется двоично-кодированный текстовый файл исходных текстов.

Редакторы исходного кода имеют некоторые возможности, упрощающие и ускоряющие написание и изменение кода, такие как подсветка синтаксиса, автодополнение, проверка правильности расстановки скобок, контекстная помощь по коду и многие другие. Такие редакторы предоставляют удобный способ для запуска компилятора, интерпретатора, отладчика или других программ необходимых в процессе разработки программного обеспечения. Несмотря на то, что многие текстовые редакторы могут быть использованы для редактирования исходного кода, если они не не имеют расширенных возможностей, автоматизирующих или упрощающих ввод и модификацию кода, то они не могут называться «редакторами исходного кода», а просто являются «текстовыми редакторами, которые также могут быть использованы для редактирования исходного кода».

Рис 1. Текстовый редактор

Транслятор - это программа, обеспечивающая перевод исходного текста на символику промежуточных языков. Он работает под управлением ОС, которая и обеспечивает связь его с устройствами и блоками электронно-вычислительных машин.

Компиляция – перевод программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в машинный код.

Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

1. Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.

2. Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.

3. Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.

4. Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах — например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.

5. Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом языке.

В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или, наоборот, совмещены в том или ином виде.

Рис.2 Компиляция программы

Отладчик — программный модуль, предназначенный для поиска ошибок в программах и других видах кода. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения кода, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т.д.

Загрузчик - это программа, выполняющая загрузку. Многие загрузчики обеспечивают, кроме того, перемещение и связывание. В некоторых системах функция связывания отделена от функций перемещения и загрузки. Связывание выполняется специальной программой связывания (или редактором связей), перемещение и загрузка - загрузчиком.

Связывание - это связывание двух или более отдельных оттранслированных программ.

Перемещение - это модификация объектной программы так, чтобы она могла загружаться с адреса, отличного от первоначального.

Функции загрузчика:

a) распределение ОП;

b) перемещение программы;

c) связывание модулей;

d) загрузка программ в ОП и запуск на выполнение.

Рис. 3 Программа загрузчик

Технология отладки программы пользователя:

Исходный текст программы

Текстовый редактор

f.txt

Исходный текст в двоичных кодах обработки информации(ASCII)

Компилятор

f.obj

Объектный файл в двоичных кодах команд

Run

Загрузчик программы

f.exe

Загрузочный файл (исполняемый модуль)

Ed

Compile

Вывод: в процессе данной лабораторной работы был рассмотрен пакет прикладных программ Borland Turbo C++, особенности структурного построения пакета и функциональные возможности программ в составе пакета.