Программное обеспечение персонального компьютера

План лекции

1. Состав программного обеспечения

2. Принцип "программного управления"

3. Этапы создания программного обеспечения

4. Жизненный цикл программного обеспечения

5. Технологии разработки программ

6. Термины и определения

7. Типовые тестовые задания

Состав программного обеспечения

Понятие "программное обеспечение" появилось с развитием компьютерной индустрии. Программное обеспечение (ПО) - это набор программ в составе ИВС или АРМ. В зависимости от функций, выполняемых ПО, его можно разделить на системное, прикладное и инструментальное [1 - 5].

Системное ПО– это "программная оболочка" аппаратных средств, предназначенная для отделения остальных программ от непосредственного взаимодействия с оборудованием и организации процесса обработки информации в компьютере.

В основе системного ПО – операционная система (ОС), представляющая собой набор программ, организующих вычислительный процесс, управляющих аппаратурой компьютера и обеспечивающих взаимодействие человека – пользователя с компьютером.

Это также утилиты (служебные программы), функционально дополняющие возможности ОС, оболочки (надстройки над ОС), предоставляющие пользователю интерфейс для управления компьютером и файловой системой, и диагностические программы для тестирования работы компьютера.

Прикладное ПО -это совокупность прикладных программ (прикладных пакетов), ориентирующая ПК на тот или иной класс применений (издательство, переводы, бухучет, игры, работа с текстом, с электронными таблицами и т.д.), и конкретные рабочие программы пользователя.

Инструментальное ПО -это комплексы программных средств (системы программирования), включающие в себя языки программирования (Assembler, Basic, C/C++/С#, Delphi, Java, Fortran ...), трансляторы (компиляторы) для преобразования исходного текста программ в машинный код, библиотеки стандартных программ (БСП) и наборы готовых компонентов, средства компоновки и отладки прикладных программ.

Программный продукт - это совокупность отдельных программ, их документации, гарантий качества, рекламных материалов, мер по обучению пользователей, распространению и сопровождению этих программ.

Приобретение программного продукта - это покупка лицензии (права) на его использование. Условия использования любого программного продукта описаны в лицензионном соглашении, которое представляет собой договор между производителем программного продукта и пользователем программного обеспечения. Для разных пользователей (индивидуальных покупателей, коммерческих и государственных организаций и предприятий, учебных заведений) могут быть определены различные условия приобретения программного продукта.

2. Принцип "программного управления"

Этот принцип лежит в основе работы персонального компьютера. Т.е. персональный компьютер (ПК) без разработанных для него программ не может выполнять какой-либо работы и является лишь электронным устройством, не имеющим системы управления и потому не способным приносить пользы человеку.

При этом вычислительный процесс (ВП) - это переработка исходной информации по алгоритмам программ, применяемых для решения поставленной задачи.

Программа - это система команд, реализующих алгоритм решения задачи, или это план действий, подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может выступать ПК.

Человеку в процессе разработки программ отведены этапы, связанные с творческой деятельностью (постановка задачи, ее алгоритмизация, программирование и анализ результатов), а на долю ПК - рутинные этапы обработки информации в соответствии с разработанным алгоритмом.

Этапы создания программного обеспечения

Постановка задачи

На этом этапе человек, хорошо представляющий предметную область, должен четко определить цель разработки, сформулировать задачи и предложить подход к их решению.

Моделирование

- это замещение одного объекта (оригинала) другим (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели. Замещение производится с целью упрощения, удешевления, ускорения изучения свойств оригинала. Оригинал и модель сходны по одним параметрам и различны по другим. Замещение правомерно (адекватно), если интересующие исследователя характеристики оригинала и модели определяются однотипными подмножествами параметров и связаны одинаковыми зависимостями этих параметров.

Модели бывают физические (макеты и опытные образцы) и математические (аналитические - математические соотношения - или имитационные, написанные на специальных алгоритмических языках).

Имитационное моделирование- это метод исследования, заключающийся в имитации на компьютере с помощью комплекса программ процесса функционирования технологии или отдельных ее частей и элементов.

Сущность метода имитационного моделирования заключается в разработке таких алгоритмов и программ, которые имитируют поведение системы, ее свойства и характеристики в необходимом для исследования составе, объеме и области изменения параметров.

Принципиальные возможности метода весьма велики, он позволяет при необходимости исследовать системы любой сложности и назначения с любой степенью детализации. Ограничениями являются лишь мощность используемых компьютеров и трудоемкость подготовки сложного комплекса программ.

Алгоритмизация задачи

Алгоритм – это точное предписание, определяющее последовательность действий исполнителя, направленных на решение поставленной задачи.

Три способа записи алгоритмов - это словесный (рецепты, инструкции, правила), графический (блок-схемы по типовым правилам оказываются более наглядными), на алгоритмических языках (записи в виде операторов и зарезервированных слов).

Свойства алгоритма(должны быть обеспечены при его разработке):

- Однозначность, под которой понимается единственность толкования исполнителем правил выполнения действий и порядка их выполнения.

- Конечность, т.е. обязательность завершения каждого из действий, составляющих алгоритм, и алгоритма в целом.

- Результативность, предполагающая, что выполнение алгоритма должно завершиться получением определенных результатов.

- Массовость, определяющая возможность применения данного алгоритма для решения целого класса задач, отвечающих общей постановке задачи. Для того чтобы алгоритм обладал этим свойством, следует составлять алгоритм, используя обозначения величин и избегая конкретных значений.

- Правильность - это способность алгоритма давать правильные результаты решения поставленной задачи.

Программирование

- это составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма и поставленной задачи исполнителем - ПК. Для этого используем алгоритмические языки программирования (например, Pascal, Basic), имеющие собственный язык, операторы, синтаксис и т.д.