Информационная технология

цель  или назначение задачи, ее место  и связи с другими задачами;

условия решения задачи с использованием средств вычислительной техники;

содержание  функций обработки входной информации при решении задачи;

требования  к периодичности решения задачи;

ограничения по срокам и точности выходной информации;

состав  и форма представления выходной информации;

источники входной информации для решения  задачи;

пользователи  задачи (кто осуществляет ее решение и пользуется результатами решения).

    Выходная  информация по задаче может быть представлена в виде документов (типа листинга или машинограммы), сформированных кадров — видеограммы на экране монитора, файла базы данных, выходного сигнала устройству управления (рис. 8.2).

    Входная информация по задаче определяется как данные, поступающие на вход задачи и используемые для ее решения. Входной информацией служат первичные данные документов ручного заполнения, информация, хранимая в файлах базы данных (результаты решения других задач, нормативно-справочная информация — классификаторы, кодификаторы, справочники), входные сигналы отдатчиков (см. рис. 9.2).

    Обычно  постановка задач выполняется в  едином комплексе работ по созданию структуры внутримашинной базы данных, проектированию форм и маршрутов движения документов, изменению организации управления в рамках предметной области.

Алгоритм  — система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

 

Рис. 9.2.  Схема взаимосвязи входной и выходной информации для решения задачи

Алгоритм  решения задачи имеет ряд обязательных свойств:

• дискретность — разбиение процесса обработки информации на более простые этапы (шаги выполнения), выполнение которых компьютером или человеком не вызывает затруднений;
• определенность алгоритма — однозначность выполнения каждого отдельного шага преобразования информации;
• выполнимость — конечность действий алгоритма решения задач, позволяющая получить желаемый результат при допустимых исходных данных за конечное число шагов;
• массовость — пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

    В алгоритме отражаются логика и способ формирования результатов решения  с указанием необходимых расчетных формул, логических условий, соотношений для контроля достоверности выходных результатов. В алгоритме обязательно должны быть предусмотрены все ситуации, которые могут возникнуть в процессе решения комплекса задач.

    Алгоритм  решения комплекса задач и  его программная реализация тесно  взаимосвязаны. Специфика применяемых методов проектирования алгоритмов и используемых при этом инструментальных средств разработки программ может повлиять на форму представления и содержание алгоритма обработки данных.

Примечание. Для решения задач могут использоваться алгоритмы, заложенные в готовых программных продуктах — пакетах прикладных программ (ППП) функционального назначения (см. дальше). Также могут использоваться типовые модели и методы решения задач, представленные в методо-ориентированных ППП. В этом случае осуществляется адаптация ППП к условиям конкретного применения, во всех остальных случаях разрабатываются оригинальные алгоритмы и программы реализации комплекса задач.

Программирование  (programming) — теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ.

    Программирование  является собирательным понятием и может рассматриваться и как наука, и как искусство, на этом основан научно-практический подход к разработке программ.

    Программа — результат интеллектуального  труда, для которого характерно творчество, а оно, как известно, не имеет четких границ. В любой программе присутствует индивидуальность ее разработчика, программа отражает определенную степень искусства

программиста. Вместе с тем программирование предполагает и рутинные работы, которые могут  и должны иметь строгий регламент  выполнения и соответствовать стандартам.

    Программирование  базируется на комплексе научных  дисциплин, направленных на исследование, разработку и применение методов  и средств разработки программ (специализированного инструментария создания программ). При разработке программ используются ресурсоемкие и наукоемкие технологии, высококвалифицированный интеллектуальный труд.

    Программирование  — это развитая отрасль хозяйственной  деятельности, связанная со значительными  затратами материальных, трудовых и  финансовых ресурсов. По данным зарубежных источников, в середине 90-х годов в мире было занято программированием до 2% трудоспособного населения. Совокупный оборот в сфере создания программных средств достигает нескольких сот миллиардов долларов в год.

    В связи с ростом потребности в  разнообразных программах обработки данных весьма актуален вопрос применения эффективных технологий программирования и их перевода на промышленную основу. Это означает:

• стандартизованность, тиражируемое и воспроизведение различными разработчиками методов программирования;
• внедрение прогрессивных инструментальных средств разработки программ;
• использование специальных методов и приемов организации работ по разработке программ.

 
        КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ  ПРОДУКТОВ

      КЛАССЫ  ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

      Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:

Рис. 9.3.  Классы программных продуктов

аппаратная часть  автономных компьютеров и сетей ЭВМ;

• функциональные задачи различных предметных областей;
• технология разработки программ.

    Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис. 9.3

• системное программное обеспечение;
• пакеты прикладных программ;
• инструментарий технологии программирования. Системное программное обеспечение направлено:
• на создание операционной среды функционирования других программ;
• на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
• на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

▪    на выполнение вспомогательных технологических  процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

    Данный  класс программных продуктов  тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей — профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

    Программные продукты данного класса носят общий  характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Системное программное обеспечение  (System Software) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

    Пакеты  прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

    Установка программных продуктов на компьютер  выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи — потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

    Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

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

      СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

      Структура системного программного обеспечения

      На  рис. 9.4 представлена структура системного программного обеспечения — базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение  (base software) — минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Сервисное программное обеспечение — программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Рис. 9.4. Классификация системного программного обеспечения компьютера

      ИНСТРУМЕНТАРИЙ  ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

      Состав  и назначение инструментария технологии программирования

      В настоящее время бурно развивается  направление, связанное с технологией  создания программных продуктов. Это обусловлено переходом на промышленную технологию производства программ, стремлением к сокращению сроков, трудовых и материальных затрат на производство и эксплуатацию программ, обеспечению гарантированного уровня их качества. Это направление часто называют программотехникой. Программотехника (software engineering) — технология разработки, отладки, верификации и внедрения программного обеспечения. Инструментарий технологии программирования — программные продукты поддержки (обеспечения) технологии программирования.

    В рамках этих направлений сформировались следующие группы программных продуктов (рис.9.5):

• средства для создания приложений, включающие:

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

Рис. 9.5.  Классификация инструментария технологии программирования

—интегрированные  среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение

комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

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

      Средства  для создания приложений

      Локальные средства разработки программ. Эти средства на рынке программных продуктов наиболее представительны и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя.