Загальносистемне програмне забезпечення

Компоненти програмних систем

Будь-яка програма в залежності від її складності й організаційної структури може бути віднесена до однієї з наступних груп програмних продуктів:

- інтегрована програмна система (ІПС);

- програмна система (ПС);

- пакет програм (ПП);

- комплекс програм (КП);

- одиночна програма (ОП);

- підпрограма (П/п).

При організації складних програм компоненти нижчого рівня у вигляді модулів входять складовою частиною в компоненти вищого рівня. При цьому будь-яку складну структуру можна представити у вигляді ієрархічної сукупності модулів відповідних рівнів. На цій властивості базується, так названий, принцип модульності, що є основою структурного методу проектування і програмування ПЗ.

Сучасні програмні системи включають десятки і сотні тисяч простих модулів. При об’єднанні останніх у систему потрібна чітка внутрішня організація для погодженої взаємодії модулів по управлінню і за даними.

Наведене представлення програмних засобів у вигляді вкладених один в одного компонентів, засноване на застосуванні системотехнічної класифікації. Програми як складні системи, крім того, можна класифікувати і за іншими ознаками, зокрема:

- етапами життєвого циклу (ПП етапів задуму – ТЗ – ЕП – ТП – РД – зняття з виробництва);

- проблемною орієнтацією (методо-орієнтовані, проблемно-орієнтовані, об’єктно-орієнтовані);

- цільовим призначенням (ПП оцінки ефективності ТХ–Р, ТН–Р, СУ–Р, ефективності використання видів ресурсів, ефективності окремих структурних складових і підприємства в цілому);

- функціями пакету (ПП обліку, аналізу, планування, прогнозування, управління);

- структурою пакету (ПП із простою структурою, зі складною структурою);

- способами внутрішньої організації (ПП із бібліотечною організацією, організацією "чорна скринька", блоковою, мовною);

- рівнями автоматизації, обчислювального процесу (ручний, автоматизований, автоматичний, діалоговий, експертний);

- типами операційної системи (MS DOS, WINDOWS, UNIX тощо);

- режимами функціонування (у реальному часі, у масштабному часі, з поділом часу, монопольний, змішаний);

- способами спілкування користувача з ПП (автоматичний, автоматизований, діалоговий);

- типізацією (типові, спеціалізовані) і ін.

Загальносистемне програмне забезпечення є базовим стосовно будь-якої ІС. До складу ЗПЗ входять три групи програмних засобів:

- операційні системи (ОС);

- пакети, що розширюють можливості ОС по управлінню даними і знаннями (СУБД, СУБЗ);

- транслятори.

Операційна система являє собою складну програмну систему, що виконує функції управління:

–ресурсами системи (часом і режимом роботи центрального процесора, об’ємом зайнятої оперативної або дискової пам’яті, кількістю і типом зовнішніх пристроїв і т.д.);

- обчислювальним процесом додатків (ІПЗ + ППЗ);

- взаємодією додатків з іншими програмами;

- взаємозв’язками додатків із зовнішніми пристроями;

- діалогом користувача з ІС.

На кожний комп’ютер встановлюється ОС. Без неї не можуть працювати всі інші програми. Операційні системи орієнтовані на обслуговування програмно-інформаційного середовища додатків відповідних організаційних форм ІС. У зв’язку з цим розрізняють:

- ОС локальних комп’ютерів (MS DOS, Windows 95,98,2000, і ін.);

- ОС робочих станцій (MS DOS, Windows 98, Windows NT Workstation, Windows 2000 Professional і ін.);

- ОС мережні, що управляють ресурсами мережі і забезпечують доступ до них користувачам робочих станцій;

- ОС локальних обчислювальних мереж (Novel Netware, Windows NT, Windows 2000, Linux і ін.);

- ОС регіональних обчислювальних мереж (Unix, Linux і ін.);

- ОС глобальних обчислювальних мереж (Unix і ін.).

Крім того, операційні системи додатково можна класифікувати за:

- кількістю одночасно працюючих користувачів – однокористувальницькі (MS DOS) і багатокористувальницькі (Unix);

- кількістю підтримуваних процесорів – однопроцесорні і багатопроцесорні;

- числом процесів, що одночасно виконуються під керуванням системи – однозадачні і багатозадачні;

- розрядністю – ОС 8,16, 32, 64,128–розрядні;

- типом інтерфейсу – текстові (MS DOS) і графічні (Windows);

- режимом обробки – режим реального часу, з пакетною обробкою, з поділом часу;

- іншими ознаками.

Найбільш розповсюдженими операційними системами сьогодення є: MS DOS, Windows, Linux і ін.

До пакетів програм, що розширюють можливості ОС, відносяться системи управління базами даних і знань (СУБД і СУБЗ).

СУБД являє собою пакет програм, що розширює можливості ОС по управлінню даними. У залежності від способу організації даних розрізняють СУБД:

- ієрархічні (ІСУБД);

- мережні (МСУБД);

- реляційні (РСУБД);

- об’єктно–орієнтовані (ООСУБД);

- багатомірні (БСУБД).

Як приклад можна привести такі СУБД, як:

- Dbase, Sybase Clipper, Paradox, FoxPro і інші, які працюють під управлінням MS DOS (робоча станція) або Novel NetWare (мережа);

- Visual FoxPro, Access, Oracle і багато інші, які працюють під управлінням Windows 95, 98, 2000;

- Microsoft SQL сервер, Oracle, Informix і інші, які працюють під управлінням мережних ОС – Windows NT, Linux, Unix.

До СУБЗ можна віднести сукупність програмних засобів управління фактами і правилами експертних систем, що використовують евристичні алгоритми рішення задач. Кожна з таких систем містить сукупність правил одержання нових знань по заданим фактам і є машиною логічного виводу. Правила описують співвідношення між фактами, що зберігаються в базі знань. Факти відображають кількісні і якісні показники явищ і процесів даної предметної області.

Транслятори – група загальносистемних програмних засобів, основним призначенням яких є автоматизоване перетворення мов, тобто переклад програм з вихідної мови (високого або низького рівня) на цільову мову (низького (машинний код) або високого рівня).

Автоматизоване перетворення виконують:

- компілятори;

- інтерпретатори;

- конвертори;

- емулятори.

Компілятори використовуються для перекладу вихідної програми з мови високого рівня на машинну мову. При цьому одна вихідна конструкція заміняється декількома машинними (n=1, m=k). Наприклад, компілятор з мови Clipper, С, Pascal, Visual FoxPro і ін. Кінцевою метою компіляції є робоча програма багаторазового використання.

Процес компіляції складається з трьох етапів:

– трансляції (переклад текстового файлу вихідної програми на внутрішню мову з фіксацією об’єктних модулів);

– компонування (редагування зв’язків) (установлення зв’язків між реченнями об’єктних модулів і фіксація робочої програми машинною мовою у вигляді завантажувальних модулів);

– виконання робочої програми й одержання результату.

Використання робочої програми для одержання рішення відбувається кожного разу під час запуску завантажувального модуля (в більшості, файлу з розширенням *.ехе).

Особливу групу представляють асемблер-компілятори – транслятори з мов низького рівня (автокоду, мнемокоду). Асемблер-компілятор переводить одну конструкцію (речення) вихідної програми (n=1) в один об’єкт (команду, константу) завантажувального модуля (m=1), тобто трансляція звичайно виконується за схемою "один до одного".

Інтерпретатори також як і компілятори працюють при переводі за схемою – одна конструкція мови високого рівня до багатьох машинних конструкцій (n=l, m=k). Інтерпретатор на кожному кроці виконує над об’єктом (конструкцією або сукупністю конструкцій) вихідної програми послідовно всі три фази перетворень – трансляцію, компонування і виконання. Результат поточного кроку запам’ятовується і стикується з результатами попередніх кроків. Потім виконується наступний крок і т.д. Таким чином, робоча програма в цілому не фіксується. Вона реалізується в динаміці по частинам. У режимі інтерпретації працюють транслятори з мов Basic, Paradox, FoxPro і ін.

Конвертори перетворюють програму з однієї мови високого рівня в іншу мову високого рівня. Вони працюють за схемою відповідності об’єктів вихідної і цільової мов, тобто (n=k_l, m=k₂). Об’єктами вихідної мови є вбудовані (наявні) конструкції. їм ставляться у відповідність подібні ж вбудовані конструкції кінцевої мови. Крім того, у вихідній (цільовій) мові створюються (емулюються) такі конструкції цільової (вихідної) мови, яких немає у вихідній (цільовій). Найпростіший варіант конвертора – перетворення вбудованих конструкцій вихідної мови у вбудовані конструкції цільової мови. Наприклад, конвертор з мови Visual Basic на C++.

Емулятори є різновидами конверторів. Вони перетворюють вбудовані або емульовані конструкції вихідної мови в емульовані, вбудовані або відсутні конструкції цільової мови. Наприклад, емулятор з мови Кобол на мову C++ з урахуванням об’єктної орієнтації і можливостей роботи в мережі.

Розробка конверторів і емуляторів є досить складною проблемою. Просте, здавалося б, перетворення одного діалекту мови в іншій зустрічає великі труднощі навіть за умови, що ці діалекти розроблені тим самим виробником. Непростою виявилася і задача перетворення типів даних, оскільки, практично, кожна мова програмування має свій унікальний набір даних.

Дата добавления: 2014-01-04