Программное обеспечение

Глава 1. Программное обеспечение: классификация, стандартизация, документирование

   1.1. Классификация программного обеспечения

      Современные библиотеки представляют собой автоматизированные библиотечные информационные системы (АБИС), обслуживающие пользователей в локальном и удаленном режимах, внедряющие новые информационные технологии, генерирующие собственные базы данных и комплексы автоматизированных услуг.

      Как любая информационная система АБИС - это совокупность взаимосвязанных обеспечивающих подсистем. Важной неотъемлемой частью АБИС является программное обеспечение (ПО).

      Программное обеспечение автоматизированной библиотечной информационной  системы – обеспечивающая подсистема АБИС, представляющая собой совокупность программных средств и программной документации, предназначенных для создания и эксплуатации АБИС. 

      Программные средства – часть программного обеспечения автоматизированной библиотечной информационной  системы, включающая  программы,  предназначенные для управления ресурсами компьютера, создания прикладного программного обеспечения, расширения возможностей пользователей, а также функционирования АБИС. 

      Программная документация – часть программного обеспечения автоматизированной библиотечной информационной  системы, представляющая собой совокупность программных документов, содержащих полное описание программных средств и необходимый состав сведений для их распространения (в том числе продажи) и использования в АБИС. Состав и содержание программных документов определяется нормативными документами.  Программная документация является неотъемлемой частью программного обеспечения, которая в большой степени оказывает влияние на качество программных средств.

      В зависимости от назначения программное  обеспечение делится на общее и специальное программное обеспечение (рис. 1).  

         

 
 

 

                                                                           

                                                                         

 

 

  
 

 Рис.1. Классификация программного обеспечения  АБИС

      Общее программное обеспечение – вид программного обеспечения, ориентированного на пользователей и предназначенного для решения типовых задач обработки информации: управления ресурсами компьютера, создания прикладного программного обеспечения, расширения возможностей пользователей АБИС. Общее ПО разрабатывается вне связи с созданием АБИС.  В общем программном обеспечении можно выделить следующие классы программных средств:

1. операционные системы - вид общего программного обеспечения, предназначенный для управления процессами и ресурсами компьютера; обеспечения запуска всех остальных программ; организации интерфейса с пользователем;
2. вспомогательные программы - вид общего программного обеспечения, предназначенный для выполнения вспомогательных (обслуживающих) операций обработки данных или обслуживания компьютеров. К вспомогательным программам относятся: антивирусные программы, программы архивирования данных, программы динамического сжатия  дисковых данных, программы обслуживания магнитных дисков, программы увеличения производительности магнитных дисков, драйверы, программы ограничения доступа, программы резервного копирования, диагностические программы и др.;
3. инструментарий технологии программирования - вид общего программного обеспечения, обеспечивающий технологию разработки и внедрения программных средств;
4. прикладное программное обеспечение общего назначения - вид общего программного обеспечения, предназначенный для расширения возможностей пользователей АБИС. Для полноценного функционирования библиотеки, для поддержки преимущественно информационных технологий конечных пользователей используются следующие основные виды программного обеспечения общего назначения:
• текстовые процессоры – вид прикладных программных средств общего назначения, позволяющий создавать текстовые документы различной степени сложности – с автоматическим форматированием документов, вставкой рисованных объектов и графики, составлением оглавлений и указателей, проверкой орфографии, шрифтовым оформлением, подготовкой шаблонов документов и т.д. В качестве примеров можно назвать такие текстовые процессоры как Microsoft Word, Word Perfect, Лексикон, Sun Star  Office Writer и др.;
• табличные процессоры - вид прикладных программных средств общего назначения, позволяющий обрабатывать большие массивы чисел. Включает средства для вычислений, средства деловой графики, встроенные функции, средства для работы с базами данных, средства анализа табличных данных. Примерами могут служить следующие табличные процессоры: Microsoft Excel, Quattro Pro, Sun Star  Office Calc и др.;
• программы презентационной графики - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания изображений и показа их на экране; подготовки слайд-фильмов, видео-фильмов, мультфильмов, их редактирования  и определения порядка их следования. Наиболее известными программами презентационной графики являются: Microsoft Power Point, Autodesk 3D Studio R4, Autodesk Animator Pro, Sun Star  Office Impress и др.;
• графические редакторы - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания, редактирования и отображения изображений компьютерной графики. Среди программных средств данного вида можно назвать: Corel Draw, Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, Microsoft Paint и др.;
• программы проверки орфографии - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для проверки орфографии и стилевой правки текстов документов. Примерами программ проверки орфографии могут служить: Lingvo Corrector, Stylus Lingvo Office и др.;
• программы распознавания текста - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для распознавания считанной сканером информации и преобразования ее в текстовое представление. (Fine Reader, OCR CuneiForm);
• программы-переводчики - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для перевода текстов с русского языка на иностранный (английский, немецкий, французский и др.) и обратно (Stylus General for Windows, Promt XT и др.);
• системы управления базами данных -  вид прикладных программных средств общего назначения, обеспечивающий организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним. Представителями программных средств данного вида являются: Visual FoxPro, Microsoft Access, Oracle и др.;
• справочные правовые системы - вид прикладных программных средств общего назначения, предоставляющий пользователю АБИС возможности поиска в базах данных, содержащих нормативные документы (по хозяйственному, банковскому законодательству и т.д.). Как правило, правовые системы содержат полнотекстовые базы данных. В России лидирующее место среди программного обеспечения данного вида занимают: Консультант-Плюс, Гарант, Кодекс;
• настольные издательские системы – вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания издательской продукции (книг, газет, журналов, буклетов и др.) полиграфического качества. Данный вид программного обеспечения составляют: Page Maker, Microsoft Publisher, InDizine, Frame Maker, Corel Ventura и др.;
• программные средства мультимедиа - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания и использования аудио- и видеоинформации с целью расширения информационного пространства пользователя АБИС. Используются в сфере библиотечного информационного обслуживания, в процессе обучения, организации досуга и т.д. (Sierra Club Collection, Outer Space Collection, Mozart и др.);
• серверы баз данных - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер. Сервер баз данных  всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняет самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети. Примерами могут служить Oracle, Microsoft SQL Server и др.;
• редакторы Web-страниц - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для создания страниц HTML: Microsoft Front Page, Macromedia Free Hand и др.;
• коммуникационные системы - вид прикладных программных средств общего назначения, предназначенный для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами вычислительной сети. Включают браузеры,  средства электронной почты. В качестве наиболее известных представителей данного вида ПО можно назвать: Microsoft  Internet Explorer, Netscape Navigator, Microsoft  Outlook, The Bat.

      Специальное программное обеспечение – программное обеспечение, предназначенное для решения задач пользователя при функционировании АБИС.  Специальное ПО разрабатывается при создании конкретной АБИС. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП) и прикладные программы, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта - библиотеки.  

      Пакеты прикладных программ – вид специального программного обеспечения, предназначенный для решения задач в сфере библиотечной деятельности. ППП, как правило, представляют собой программные продукты. Программный продукт - комплекс взаимосвязанных программных средств, предназначенный для решения определенной задачи массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной продукции (должен иметь программную документацию, предоставлять сервис и гарантию надежной работы, иметь товарный знак изготовителя и т.д.). Программный продукт разрабатывается на основе промышленной технологии выполнения проектных работ с применением современных инструментальных средств программирования.  Программные продукты требуют сопровождения, которое осуществляется специализированными фирмами - распространителями программ (дистрибьюторами), реже - фирмами-разработчиками.

      Прикладные  программы - вид специального программного обеспечения, предназначенный для решения отдельных функциональных задач пользователя. Обычно прикладные программы являются утилитарными программами, то есть не предназначенными для широкого распространения. 
 

      Глава 4. Операционные системы  

   4.1. Назначение и функции  операционных систем 

      Особое  место в программном обеспечении любой автоматизированной системы занимают операционные системы (ОС), являясь его ядром, опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и служебных приложений.

      Согласно  определения назначение операционной системы заключается в  управлении процессами и ресурсами компьютера; обеспечении запуска всех остальных программ; организации интерфейса с пользователем.

      Понятие процесса является одним из основных при рассмотрении операционных систем. Под процессом понимается отдельная программа с ее данными, выполняющаяся на отдельном процессоре. В качестве примеров процессов можно назвать прикладные программы пользователей, утилиты и т.д. Процессом может быть редактирование какого-либо текста, трансляция исходной программы. Концепция процесса преследует цель выработать механизмы распределения и управления ресурсами.

      Термин  ресурс обычно применяется к многократно используемым, относительно стабильным и часто недостающим объектам, которые запрашиваются, задействуются  и освобождаются в период их активности. Другими словами ресурсом называется всякий объект, который может распределяться внутри системы.   При разработке первых систем ресурсами считались процессорное время, память, каналы ввода-вывода и периферийные устройства. Однако скоро понятие ресурса стало более универсальным и общим: различного рода программные и информационные ресурсы также могут быть определены для системы как объекты, которые могут разделяться и распределяться и доступ к которым необходимо контролировать.

      Для запуска любых программ следует загрузить в основную память команды и данные, инициализировать устройства ввода-вывода и файлы, а также подготовить другие ресурсы. Операционная система выполняет всю эту рутинную работу вместо пользователя.

      Термином  интерфейс обозначают конкретный способ взаимодействия пользователя с компьютером, определяемый комплексом спецификаций. Операционная система выступает в роли посредника, облегчая программисту и программным приложениям доступ к различным службам и возможностям.

        На рисунке 6  представлена иерархическая структура программного и аппаратного обеспечения, использующегося для предоставления конечному пользователю возможности работы с приложениями — пакетами прикладных программ и прикладными программами. Работу по созданию приложений выполняют программисты с помощью средств инструментария технологии программирования. Программистам предоставляется набор вспомогательных программ, позволяющих реализовать часто использующиеся функции, например, при работе с файлами и для управления устройствами ввода-вывода. Таким образом, операционная система скрывает как от конечного пользователя, так и от программиста  детали аппаратного обеспечения и предоставляет им удобный интерфейс для использования вычислительной системы.

      Основными функциями операционных систем являются:

• прием от пользователя заданий (команд), сформулированных на соответствующем языке, и их  обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых директив (команд) оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (например, мыши). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ и операциями над файлами (создание, копирование файла);

 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рис. 6. Операционная система как интерфейс между пользователями аппаратурой компьютера 

      

• загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;
• распределение памяти, а также создание виртуальной памяти;
• запуск программы, т.е. передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу;
• идентификация всех программ и данных;
• прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. Операционные системы выполняют большое количество системных функций (сервисов), которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по определенным правилам, которые и составляют интерфейс прикладного программирования (Application Program Interface, API) этой операционной системы;
• обслуживание всех операций ввода-вывода;
• обеспечение работы систем управления файлами и/или систем управления базами данных;
• обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. организации параллельного выполнения двух и более программ на одном процессоре, создающей видимость их одновременного исполнения;
• планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданной стратегией;
• организация механизма обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
• для сетевых операционных систем – обеспечение взаимодействия  связанных между собой компьютеров;
• защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой операционной системы от исполняющихся на компьютере приложений;
• аутентификация и авторизация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи. Термин авторизация означает, что в соответствии с учетной записью пользователя, который прошел аутентификацию,  ему назначаются определенные права (привилегии), определяющие, что он может делать на компьютере;
• удовлетворение жестким требованиям на время ответа в режиме реального времени;
• обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи создают свои программы;
• предоставление услуг на случай частичного сбоя системы.