Электронная таблица Microsoft Excel

ГЛАВА 4

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

4.1. Основные понятия

Программным обеспечением (ПО) автоматизированной системы называют совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначенных для ее отладки, функционирования и проверки работоспособности.

Для того, чтобы реализовать обработку каких-либо данных с помощью ЭВМ, необходимо описать процессы обработки данных. Это описание должно быть формализованным, чтобы требуемый процесс выполнялся автоматически на компьютере. Такое формализованное описание называется программой. Программа составляется на удобном для человека формализованном языке программирования, с которого она автоматически переводится на язык соответствующего компьютера с помощью другой программы, называемой транслятором. Программисту, прежде чем составить программу на языке программирования, приходится проделывать большую подготовительную работу по уточнению постановки задачи, выбору метода ее решения, выяснению специфики применения требуемой программы, прояснению общей организации разрабатываемой программы и многое другое. Эта информация фиксируется в виде отдельных документов (программной документации).

Программа или логически связанная совокупность программ на носителях данных, снабженная программной документацией, называется программным средством (ПС). Программа позволяет осуществлять некоторую автоматическую обработку данных на компьютере. Программная документация позволяет понять, какие функции выполняет программа, как подготовить исходные данные и запустить программу, что означают получаемые результаты. Кроме того, программная документация помогает разобраться в самой программе, что необходимо, например, при ее модификации.

Все программы по характеру  разработки и использования можно  разделить на два класса - утилитарные программы и программные продукты (изделия). Утилитарные программы («программы для себя») предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков и не предлагаются для широкого распространения.

76

 

Программные    изделия    предназначены    для    удовлетворения    потребностей пользователей, широкого распространения и продажи.

Программное изделие должно быть соответствующим образом проверено  и подготовлено к эксплуатации, иметь  необходимую программную документацию, обеспечено сервисом и гарантией надежной работы, иметь товарный знак изготовителя. Только при таких условиях созданное ПС может быть названо программным изделием. Путь от «программ для себя» до программных изделий достаточно долгий, он связан с изменениями технической и программной среды разработки и эксплуатации программ, с появлением и развитием самостоятельной отрасли - информационного бизнеса, для которой характерны разделение труда фирм-разработчиков программ, их дальнейшая специализация, формирование рынка программных средств и информационных услуг. Программные изделия могут создаваться как:

• индивидуальная разработка под заказ;
• разработка для массового распространения среди пользователей.

При индивидуальной разработке фирма-разработчик создает оригинальное изделие в соответствии со спецификой обработки данных для конкретного заказчика. При разработке для массового распространения фирма-разработчик, с одной стороны, должна обеспечить универсальность выполняемых функций обработки данных, с

другой стороны, гибкость и настраиваемость изделия на условия конкретного применения.

Программные изделия разрабатываются  на основе промышленной технологии выполнения проектных работ с применением современных инструментальных средств программирования. На создание программных изделий затрачиваются значительные ресурсы (трудовые, материальные, финансовые) и требуется высокая квалификация разработчиков. Как правило, программные изделия требуют сопровождения, которое осуществляется специализированными фирмами распространителями программ (дистрибьюторами), реже - фирмами-разработчиками. Сопровождение программ массового применения сопряжено с большими трудозатратами - исправление обнаруженных ошибок, создание новых версий программ и т.п.

77

 

Программные изделия в  отличие от традиционных изделий  не имеют строго регламентированного набора качественных характеристик, задаваемых при создании программ, либо эти характеристики невозможно заранее точно указать или оценить, так как одни и те же функции обработки, обеспечиваемые программным средством, могут иметь различную глубину проработки. Даже время и затраты на разработку программных продуктов не могут быть определены с большой степенью точности заранее.

Основная категория  специалистов, занятых разработкой  программ - это программисты. Программисты неоднородны по уровню квалификации, а также по характеру своей деятельности. Обычно программисты делятся на системных и прикладных. Системный программист занимается разработкой, эксплуатацией и сопровождением системного программного обеспечения, поддерживающего работоспособность компьютера и создающего среду для выполнения программ, обеспечивающих реализацию функциональных задач. Прикладной программист выполняет разработку и отладку программ для решения функциональных задач АИС. При создании сложных программных комплексов появляется новая квалификация -программист-аналитик, который анализирует и проектирует комплекс взаимосвязанных программ для реализации функций предметной области. В процессе создания программ на начальной стадии работ участвуют и специалисты -постановщики задач.

Как правило, в составе  АИС используются базы данных. Если база данных обеспечивает работу многих приложений, возникает проблема поддержки базы данных, которая выполняется администратором базы данных. Основным потребителем прикладных программ в АИС служит конечный пользователь (end user). Конечный пользователь, как правило, не является специалистом в области программирования, т.е. не владеет методами и технологией проектирования и создания программ, но должен иметь элементарные знания и навыки работы с вычислительной техникой. Возможна также эксплуатация программ квалифицированными программистами или специально обученными техническими работниками - операторами ЭВМ. Взаимодействие специалистов различного вида, участвующих в разработке и эксплуатации программ, показано на рис. 4.1.

78

 

ПО современных АИС  является их важнейшим и наиболее дорогостоящим компонентом, в значительной степени определяющим сроки и стоимость (не менее 50 %) разработки всей системы, а также эффективность выполнения функций системы.

 

Рис. 4.1. Взаимодействие специалистов при разработке и эксплуатации ПО

Основные термины и  определения, связанные с ПО, приведены  в документах Единой системы программной документации (ЕСПД). ЕСПД - это комплекс государственных стандартов (ГОСТ 19), устанавливающих правила разработки, оформления и обращения программ и программной документации. Следует отметить, что отдельные положения ЕСПД, разработанного около 20 лет назад, уже устарели с точки зрения создания современных распределенных комплексов прикладных программ. Однако в настоящее время в распоряжении российских разработчиков ПО АИС других отечественных стандартов нет.

В стандартах ЕСПД установлены  требования, регламентирующие разработку, сопровождение, изготовление и эксплуатацию программ, что обеспечивает возможность:

• унификации программных изделий для взаимного обмена программами и 
  применения ранее разработанных программ в новых разработках;
• снижения трудоемкости и повышения эффективности разработки, сопровождения, 
  изготовления и эксплуатации программных изделий;
• автоматизации изготовления и хранения программной документации.

 

 

 

 

 

79

 

Содержание основных групп документов ЕСПД представлено в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Содержание основных групп документов ЕСПД

 

 

4.2. Виды программного обеспечения автоматизированной

системы

Все программные средства, входящие в состав ПО АИС. должны быть оформлены как программные изделия. В составе ПО АИС обычно выделяют общее ПО (ОПО) и специальное ПО (СПО). ОПО - это часть ПО, представляющая собой совокупность программных изделий общего применения, разработанных вне связи с созданием данной АИС. Средства ОПО имеют универсальный характер и могут быть применены в качестве компонентов АИС в различных предметных областях. Программы, относящиеся к СПО, разрабатываются специально при создании конкретной АИС. Как правило, в автоматизированных информационных системах эти программы предназначены для выполнения функциональных задач. Классификация ПО АИС представлена на рис. 4.2 (признаком классификации в данном случае является область использования программных изделий). Рассмотрим основные классы ПО АИС.

4.2.1. Системное общее  программное обеспечение

Системное  программное  обеспечение   -  это совокупность программ  и программных комплексов, обеспечивающих работу компьютера и сетей ЭВМ. Программные изделия данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.

 

 

Рис. 4.2. Классификация программного обеспечения автоматизированных информационных систем

 

Системное ПО предназначено:

• для создания операционной среды функционирования других программ;
• для обеспечения надежной и эффективной работы отдельных компьютеров и всей 
  компьютерной сети;
• для  проведения  диагностики  и  профилактики  аппаратуры  компьютера и 
  вычислительных сетей;
• для выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, 
  архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Базовое программное обеспечение  минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера, В состав базового ПО входят;

• операционные системы;
• сетевые операционные системы;
• операционные оболочки.

Операционная система  предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Примеры операционных систем, часто используемых в современных АИС организационного управления: Windows NT, UNIX, OS/2.

Сетевые операционные системы  обеспечивают обработку, передачу и  хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами., электронную почту, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Примеры сетевых ОС: LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT. Все большее внимание в последнее время обращает на себя ОС Windows 2000.

Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с операционной системой. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя. Как правило, современные ОС имеют встроенный графический

82

 

интерфейс,  облегчающий  работу  пользователя  с  компьютером,   что  снимает необходимость применения дополнительных оболочек.

4.2.2. Сервисное общее программное обеспечение

Сервисное программное обеспечение— программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения. По функциональному признаку сервисное ПО можно классифицировать следующим образом:

• программы диагностики работоспособности компьютера;
• антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и 
  восстановление зараженных файлов:
• программы    обслуживания    дисков,    обеспечивающие    проверку    качества 
  поверхности  магнитного диска,  контроль  сохранности  файловой  системы  на 
  логическом и физическом уровнях сжатие дисков, создание страховых копий дисков, 
  резервирование данных на внешних носителях и др.;
• программы  архивирования данных,  которые обеспечивают  процесс сжатия 
  информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
• программы обслуживания сети.

Эти программы часто  называются утилитами. Утилиты - программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.). Работа в компьютерной сети требует выполнения действий, связанных, например, с резервным копированием данных в масштабах предприятия, администрированием локальной сети, использования программных продуктов для администрирования и обслуживания рабочих станций типа, сегментированием сети, поиском неисправностей в сетях масштаба предприятия и др.

4.2.3. Прикладное общее программное обеспечение

Для многих предметных областей возможна типизация функций управления и  задач обработки данных (т.е. структур данных и алгоритмов их обработки). Это обстоятельство привело к созданию обширного класса программных продуктов,