Программные средства информационных технологий

Технические средства информационных технологий

Основной вид классификации средств обработки данных – классификация по производительности и характеру использования компьютеров. В соответствии с этой классификацией компьютерные средства обработки можно условно подразделить: на микрокомпьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры.

Границы между этими классами весьма размыты. Кроме того, рассмотренная классификация учитывает только автономное использование вычислительных систем. В настоящее время преобладает тенденция объединения разных вычислительных систем в вычислительные сети различного масштаба.

Вычислительная (компьютерная) сеть — комплекс территориально распределенных ЭВМ и терминальных устройств соединенных между собой каналами передачи данных.

Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительна, поэтому для характеристики ЭВМ вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов.

Такт — время однократного срабатывания логического элемента.

Во всех ЭВМ есть специальное устройство — генератор тактовой частоты, которое выдает так называемые тактирующие импульсы, инициирующие срабатывание схем. Прежде чем логический элемент снова выполнит какую-либо минимальную функцию (микрооперацию), должно пройти некоторое время, называемое тактом. Зная тактовую частоту, и количество тактов, требуемые для выполнения той или иной команды, можно достаточно точно определить время ее выполнения.

Часто для оценки производительности ЭВМ используют некоторое число MIPS (миллион команд в секунду) или число FLOPS (операций над числами с плавающей точкой в секунду), например:

запись 50 MIPS (МИПС) — означает 50 млн. команд в секунду;

100 MFLOPS (МФЛОПС) - 100 млн. (Mega) операций над числами с плавающей точкой в секунду;

100 GFLOPS (ГФЛОПС) - 100 млрд. (Giga) операций в секунду над числами с плавающей точкой в секунду.

Микрокомпьютеры. К микрокомпьютерам относят более компактные по сравнении с мэйнфреймами ЭВМ, имеющие производительность до сотен МИПС. Производительность компьютера определяется не только характеристиками применяемого микропроцессора, но и емкостью оперативной памяти, типами периферийных устройств и др. Разновидность микрокомпьютера — микроконтроллер. Это основанное на микропроцессоре специализированное устройство, встраиваемое в систему управления или технологическую линию.

Персональные компьютеры — это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком.

Мэйнфреймы. Предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200—300 рабочих мест.

Централизованная обработка данных на мэйнфрейме обходится значительно дешевле, чем распределенная обработка при клиент-серверном подходе с использованием микро-ЭВМ.

Известный мэйнфрейм S/390 фирмы IВМ обычно оснащаем и не менее чем тремя процессорами. Максимальный объем оперативного хранения достигает 342 Тбайт. Производительность его процессоров, пропускная способность каналов, объем оперативного хранения позволяют наращивать число рабочих мест в широком диапазоне с помощью простого добавления процессорных плат, модулей оперативной памяти и дисковых накопителей.

Суперкомпьютеры. Это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 МФЛОПС. СуперЭВМ создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС).

Программное обеспечение (Software) — совокупность про­грамм, выполняемых вычислительной системой и необходимых для ее эксплуатации документов.

Все программы по характеру использования и категорий пользователей подразделяют на два класса — утилитарные программы и программные продукты (изделия).

Утилитарные программы выполняют роль сервиса в технологии обработки данных либо являются программами решения функциональных задач, не предназначенных для широкого распространения.

Программный продукт — комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленные к реализации как любой вид промышленной продукции.

Выделяют три класса программных продуктов: |

■ системное программное обеспечение;

■ инструментарий технологии программирования;

■ пакеты прикладных программ.

2.3.1. Системное программное обеспечение ЭВМ

Системное программное обеспечение совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютеров и сетей ЭВМ.

Системное ПО состоит из базового ПО, которое поставляется вместе с компьютером, и сервисного ПО, которое может быть приобретено дополнительно.

В базовое ПО входят:

- базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input/Output System);

- операционная система (сетевая операционная система);

- операционные оболочки.

BIOS — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера, загрузки операционной системы в оперативную память и обеспечения взаимодействия операционной системы и приложений с различными устройствами компьютера. Программные модули BIOS находятся в постоянном запоминающем устройстве — ПЗУ.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Она выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны и выполняемыми программами, а также пользователем — с другой.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативном запоминающем устройстве.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирма Microsoft со своим семейством операционных систем Windows.

Операционные оболочки — специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы.

Примерами оболочек операционнойI системы Windows могут служить следующие программы:

· Norton Commander;

· Far;

· Windows Commander.

Сервисное ПО включает:

· программы контроля, тестирования и диагностики,

· программы-драйверы, которые расширяют возможности ОС по управлению устройствами ввода-вывода,

· программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно,

· антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

· программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

· программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

· программы обслуживания сети;

· программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Эти программы часто называются утилитами. Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности ОС, либо решают самостоятельные важные задачи.

2.3.2. Инструментарий технологии программирования

Инструментарий технологии программирования — сово­купность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программ.

Выделяют следующие группы инструментальных средств технологии программирования:

■ средства для создания приложений, включающие:

- локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;

- интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

■CASE - технология (Computer-Aided System Engineering), представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Локальные средства разработки программ состоят из языков и систем программирования, а также инструментальной среды пользователя.

Язык программирования — формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.

Языки программирования, можно разделить на классы:

· машинные языки — языки программи­рования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

· машинно-ориентированные языки — языки программирования, которые отражают струк­туру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

· алгоритмические языки — не завися­щие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бей­сик и др.);

· процедурно-ориентированные языки — языки программирования, где имеется возмож­ность описания программы как совокупности процедур (под­программ);

· проблемно-ориентированные языки - языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, Симула и др.);

· интегрированные системы программирования.

Программа, подготовленная на языке программирования высокого уровня, проходит этап трансляции.

Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов.

Компилятор читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Интерпретатор переводит и выполняет программу построчно.

После того как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Системы программирования предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ (транслятор, редактор, отладчик, библиотеки и т.д.).

Дальнейшим развитием локальных средств разработки программ, которые объединяют набор средств для комплексного их применения на всех технологических этапах создания программ, являются интегрированные программные среды разработчиков.

2.3.3. Пакеты прикладных программ

Пакет прикладных программ — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач опре­деленного класса конкретной предметной области.

В общем случае ППП могут быть разделены на два больших класса: общего и специального назначения.

К ППП общего назначения можно отнести наиболее распростра­нённые программные продукты, такие как текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, системы управления базами данных, различные интегрированные пакеты и др.

Текстовый редактор — программа, используемая специаль­но для ввода и редактирования текстовых данных. Наиболее известный текстовый редактор — Microsoft Word.

Графический редактор — программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графи­ческих изображений. Графический редактор предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различ­ными шрифтами и т. д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров. Примеры графических редакторов Adobe Photoshop и Corel DRAW.

Табличный процессор предназначен для обработки электронных таблиц. Электронная таблица - компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и столбцов, на пересечении которых расположены ячейки, содержащие числовую информацию, формулы или текст. Наиболее популярен табличный процессор Microsoft Excel.

База данных — это один или несколько файлов данных, пред­назначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации.

Система управления базами данных (СУБД) — система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обра­щения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним. Примеры СУБД: FoxPro, Microsoft Access, Paradox, Oracle и др.

Интегрированные пакеты представляют собой набор не­скольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент.

Наиболее развитые из них состоят из текстового редактора, органайзера, электронной таблицы, СУБД, средств поддержки электронной почты, программы создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут рыть объединены в окончательный документ, содержащий таблич­ной, графический и текстовый материал.

Наиболее распространенным интегрированным пакетом является Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор Word, электронная таблица Excel, программа создания презентам PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Outlook. При этом все части этого пакета составляют единое цел и даже внешне все программы выглядят единообразно, что облегчает как их освоение, так и ежедневное использование.

ППП специального назначения предназначены для решения задач в некоторой предметной области.

Например, одним из наиболее эффективных и распространенных программных средств моделирования сложных дискретных систем на персональных ЭВМ является ППП GPSS.

Для проведения научно-технических расчетов можно выделить ППП MathCad, MatLab и Mathematica.

На рынке экономических программ доминирующее положение занимают ППП на платформе «1С: Предприятие».

Дата добавления: 2014-01-07