Контрольная работа по предмету: Информатика

технология проектирования программ (нисходящее проектирование, структурное программирование и др.)

методы тестирования программ.

методы доказательства правильности программ.

анализ качества работы программ и др.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств ЭВМ, расширяющие их возможности и сферу использования.

Классификация программного обеспечения.

Существует три категории:

1) Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ.

2) Системные программы:

управление ресурсами ЭВМ.

создание копий используемой информации.

проверку работоспособности устройств компьютера.

выдачу справочной информации о компьютере и др..

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

18.           Программирование и жизненный цикл программного продукта.

Термином жизненный цикл (ЖЦ) принято отражать совокупность процессов и этапов развития организмов живой природы, технических систем, продуктов производства от моментов зарождения или появления потребности их создания и использования до прекращения функционирования или применения. Это соответствует всеобщему закону развития любых изделий, событий или процессов между их началом и концом, которые определяют цикл их создания, существования и применения. Программы для вычислительных машин обычно являются компонентами жизненного цикла технических систем, но по своей природе значительно отличаются от аппаратурных, технических изделий, поэтому их жизненный цикл имеет характерные особенности, по сравнению с другими техническими объектами. Программы и данные в системах и вычислительных машинах являются наиболее гибкими компонентами программной инженерии и подвержены изменениям в течение всего их ЖЦ.

Типовая модель процессов жизненного цикла сложной системы начинается с концепции идеи системы или потребности в ней, охватывает проектирование, разработку, применение и сопровождение системы, и заканчивается снятием системы с эксплуатации. Программные средства служат для выполнения определенных функций систем на компьютерах. Модель жизненного цикла системы обычно разделяют на последовательные периоды реализации — стадии или этапы. Каждый подобный период включает основные реализуемые в нем процессы, работы и задачи, при завершении которых может потребоваться переход к следующему периоду реализации. Общую модель жизненного цикла сложной системы обычно разделяют на следующие основные этапы с последующей адаптацией каждого из них в модели жизненного цикла конкретной системы:

определение потребностей;

исследование и описание основных концепций;

проектирование и разработка;

испытания системы;

создание и производство;

распространение и продажа;

эксплуатация;

сопровождение и мониторинг;

снятие с эксплуатации (утилизация).

По особенностям и свойствам жизненного цикла программ их целесообразно делить на ряд классов и категорий, из которых наиболее различающимися являются два крупных класса – малые и большие.

Первый класс составляют относительно небольшие программы, создаваемые одиночками или небольшими коллективами (3 –5) специалистов, которые:

создаются преимущественно для получения конкретных результатов автоматизации научных исследований или для анализа относительно простых процессов самими разработчиками программ;

не предназначены для массового тиражирования и распространения как программного продукта на рынке, их оценивают качественно и интуитивно преимущественно как “художественные произведения”;

не имеют конкретного независимого заказчика-потребителя, определяющего требования к программам и их финансирование;

не ограничиваются заказчиком допустимой стоимостью, трудоемкостью и сроками их создания, требованиями заданного качества и документирования;

не подлежат независимому тестированию, гарантированию качества и/или сертификации.

Для таких, а также для многих других видов относительно не сложных программ, нет необходимости в регламентировании их жизненного цикла, в длительном применении и сопровождении множества версий, в формализации и применении профилей стандартов и сертификации качества программ. Их разработчики не знают и не применяют регламентирующих, нормативных документов, вследствие чего жизненный цикл таких изделий имеет не предсказуемый характер по структуре, содержанию, качеству и стоимости основных процессов “творчества”.

Второй класс составляют крупномасштабные комплексы программ для сложных систем управления и обработки информации, оформляемые в виде программных продуктов с гарантированным качеством, и отличаются следующими особенностями и свойствами их жизненного цикла:

большая размерность, высокая трудоемкость и стоимость создания таких комплексов программ определяют необходимость тщательного анализа экономической эффективности всего их жизненного цикла и возможной конкурентоспособности на рынке;

от заказчика, финансирующего проект программного средства и/или базы данных, разработчикам необходимо получать квалифицированные конкретные требования к функциям и характеристикам проекта и продукта, соответствующие выделенному финансированию и квалификации исполнителей проекта;

для организации и координации деятельности специалистов-разработчиков при наличии единой, крупной целевой задачи, создания и совершенствования программного продукта, необходимы квалифицированные менеджеры проектов;

в проектах таких сложных программных средств и баз данных с множеством различных, функциональных компонентов, участвуют специалисты разной квалификации и специализации, от которых требуется высокая ответственность за качество результатов деятельности каждого из них;

от разработчиков проектов требуются гарантии высокого качества, надежности функционирования и безопасности применения компонентов и поставляемых программных продуктов, в которые не допустимо прямое вмешательство заказчика и пользователей для изменений, не предусмотренных эксплуатационной документацией разработчиков;

необходимо применять индустриальные, регламентированные стандартами процессы, этапы и документы, а также методы, методики и комплексы средства автоматизации, технологии обеспечения жизненного цикла комплексов программ.

Такие крупномасштабные комплексы программ являются компонентами систем, реализующими обычно их основные, функциональные свойства, увеличивающими сложность и создающими предпосылки для последующих изменений их жизненного цикла. Реализация ЖЦ, методологии управления и изменения ПС зависит от многих факторов, от персонала, технических, организационных и договорных требований и сложности проекта. Множество текущих состояний и модификаций компонентов сложных ПС менеджерам необходимо упорядочивать, контролировать их развитие и применение участниками проекта. Организованное, контролируемое и методичное отслеживание динамики изменений в жизненном цикле программ и данных, их слаженная разработка при строгом учете и контроле каждого изменения, является основой эффективного, поступательного развития каждой крупной системы методами программной инженерии.

Существует множество моделей процессов жизненного цикла систем и программных средств, но три из них в международных стандартах обычно квалифицируются как фундаментальные: каскадная; инкрементная; эволюционная. Каждая из указанных моделей может быть использована самостоятельно или скомбинирована с другими для создания гибридной модели жизненного цикла конкретного проекта. При этом конкретную модель жизненного цикла системы или ПС следует выбирать так, чтобы процессы и задачи были связаны между собой, и определены их взаимосвязи с предшествующими процессами, видами деятельности и задачами.

Каскадная модель жизненного цикла наиболее известна и применяется достаточно широко. Она по существу реализует принцип однократного выполнения каждого из базовых процессов и этапов в их естественных границах. На рис. 1 представлен пример этапов каскадной модели ЖЦ ПС, которая в последующих лекциях используется как ориентир при изложении процессов программной инженерии. При этом в лекциях акцентируется внимание на методах обеспечения качества программных продуктов и не отражено программирование модулей и компонентов, которое остается за границами программной инженерии. Связь между этапами показана только сверху вниз, тогда как в реальных процессах жизненного цикла следует учитывать возможность возврата на предшествующие этапы, снизу вверх для их уточнения и корректировки результатов.

19.           Системное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода/вывода, сетевое и коммуникационное оборудование и т.п. Системное программное обеспечение реализует связь аппаратного и программного обеспечения, выступая как "межслойный интерфейс" с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. Кроме системного программного обеспечения принято выделять Прикладное программное обеспечение, которое призвано решать прикладные задачи пользователя. В состав системного программного обеспечения входят: Операционные системы, Среды программирования (компиляторы, трансляторы, компоновщики, загрузчики, отладчики, текстовый редактор, библиотеки подпрограмм), Утилиты, Системы управления файлами и Системы управления базами данных.

20.           Структура операционной системы MS DOS.

21.           Роль базового модуля MSDOS и командного процессора command.com в операционной системе MS DOS.

Дистрибутив операционной системы MS-DOS состоит, в зависимости от версии, из одной или нескольких дискет. На них расположены файлы собственно операционной системы IO.SYS, MSDOS.SYS, командный процессор COMMAND.COM, файлы внешних команд операционной системы (FORMAT, FDISK и т.п.), драйверы и другие файлы.

Файл IO.SYS содержит расширение базовой системы ввода/вывода и является интерфейсом между операционной системой и BIOS. Расширение используется операционной системой для взаимодействия с аппаратурой компьютера и BIOS.

Файл MSDOS.SYS является в некотором смысле набором программ обработки прерываний, в частности прерывания INT 21H. Это тело операционной системы.

Командный процессор COMMAND.COM предназначен для организации диалога с оператором. Он анализирует вводимые оператором команды и организует их выполнение. Так называемые внутренние команды (DIR, COPY и т.д.) обрабатываются именно командным процессором. Программист имеет возможность написать свой собственный командный процессор и подключить его вместо стандартного. Новый командный процессор должен выполнять все функции, которые раньше выполнял стандартный COMMAND.COM.

Драйверы (обычно это файлы, имеющие расширение имени .SYS) представляют собой программы, обслуживающие различную аппаратуру. Эти программы имеют специальный формат и будут подробно описаны в книге. Применение драйверов легко решает проблемы использования новой аппаратуры - достаточно написать для нового устройства драйвер и подключить его к операционной системе. Прикладные программы взаимодействуют с устройствами через драйвер, поэтому они не будут меняться при изменениях в аппаратуре. Например, новое дисковое устройство может иметь другое количество дорожек и секторов, другие управляющие команды. Все это учитывается драйвером, а прикладная программа будет работать с новым диском как и раньше, используя прерывания MS-DOS.

Файлы внешних команд операционной системы содержат программы-утилиты для выполнения разнообразных операций, таких как форматирование дисков, сортировка файлов, печати текстов и других.

22.           Назначение и функции BIOS.

Назначение операционной системы

Операционная система (ОС) - это комплекс программного обеспечения, предназначенный для снижения стоимости программирования, упрощения доступа к системе, повышения эффективности работы.

Цель создания операционной системы - получить экономический выигрыш при использовании системы, путем увеличения производительности труда программистов и эффективности работы оборудования.

Функции операционной системы:

-         связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы.

-         выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами.

-         управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами.

-         управление файлами; основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации.

-         обработка исключительных условий во время выполнения задачи

-         появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд.

-         вспомогательные, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

23.           Основные функции модуля расширения IO.SYS.

Модуль расширения базовой системы ввода-вывода (IO.SYS)

Базовая система ввода/вывода, находящаяся в постоянном запоминающем устройстве (BIOS), является инвариантной по отношению к операционной системе, устанавливаемой на данной машине. В этом смысл BIOS является общей и неизменяемой частью всех возможных операционных систем для данной модели ПЭВМ. Изменение BIOS - нетривиальная задача, поскольку она очень тесно связана с особенностями аппаратуры конкретной модели ПЭВМ.

Расширение BIOS с помощью дополнительного модуля DOS IO.SYS придает гибкость операционной системе, позволяя управлять с ее помощью таким набором аппаратных средств ПЭВМ, который наиболее точно соответствовал бы замыслу разработчиков операционной системы. Этот модуль относительно легко может модифицироваться разработчиками с учетом нужд конкретной версии DOS.

Использование механизма прерываний позволяет, с одной стороны, очень просто и изящно "перекрывать" в модуле расширения базовой системы функции, обслуживаемые BIOS. С другой стороны, появляется возможность включения в BIOS дополнительных подпрограмм, обслуживающих новые внешние устройства (драйверов). Драйверы разрабатываются не только для новых внешних устройств, но и для тех, которые стандартно входят в состав аппаратуры, - в тех случаях, когда обмен информацией с ними должен происходить иначе, чем принято в стандартной версии DOS. Это придает системе большую гибкость и возможность адаптации ее под любые требования пользователей.