5 Программное обеспечение информационных систем

Глава 5 Программное обеспечение информационных систем 5.1 Обзор программного обеспечения Компьютерное оборудование практически бесполезно без компьютерного программного обеспечения.

Программное обеспечение - это программы, которые необходимы для выполнения операций ввода, обработки, вывода, хранения и контроля информационных систем. Компьютерное программное обеспечение обычно подразделяется на два основных типа программ: системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение. Системное программное обеспечение Системное программное обеспечение - это программы, которые управляют ресурсами компьютерной системы и упрощают программирование приложений. Они включают программное обеспечение, такое как операционная система, системы управления базами данных, сетевое программное обеспечение, переводчики и программные утилиты. Прикладное программное обеспечение Прикладное программное обеспечение - это программы, которые направляют производительность определенного использования или приложения компьютеров для удовлетворения потребностей конечных пользователей в обработке информации. Они включают в себя готовое программное обеспечение AOFF, такое как текстовые редакторы и пакеты электронных таблиц, а также программное обеспечение собственной или внешней разработки, разработанное для удовлетворения конкретных потребностей организации. Тенденции в области программного обеспечения отличались от специально разработанных единственных в своем роде программ, разработанных профессиональными программистами или конечными пользователями организации, к использованию программных пакетов Aoff-the-shel @, приобретаемых конечными пользователями у поставщиков программного обеспечения. Доступны два типа пакетов: 1. Вертикальные пакеты - помогают пользователям в определенном сегменте отрасли. Примеры включают пакеты, которые помогают управлять строительными проектами, вести учет больниц или точек быстрого питания. 2. Горизонтальные пакеты - могут выполнять определенную общую функцию, например бухгалтерию или автоматизацию делопроизводства, для ряда предприятий. Отношения между аппаратными и программными компонентами [Рисунок 5.1] [Слайд 5-3] Рисунок 5.1 - отличный инструмент для объяснения взаимосвязи, существующей между аппаратным обеспечением компьютерных систем, системным программным обеспечением и прикладным программным обеспечением. Эта модель Aonion-skin @ показывает, что внешние слои полагаются на возможности, предоставляемые внутренними. 5.2 Операционные системы Самым важным системным программным пакетом для любого компьютера является его операционная система. Каждая компьютерная система работает под управлением операционной системы. Операционные системы для компьютеров, которые используются многими пользователями, значительно сложнее операционных систем для персональных компьютеров. Что делает операционная система? Операционная система - это программное обеспечение, которое контролирует все ресурсы компьютерной системы. Например: 1. Назначает программам необходимое оборудование. 2. Планирует программы для выполнения на процессоре. 3. Выделяет память, необходимую для каждой программы. 4. Назначает необходимые устройства ввода и вывода. 5. Управляет данными и файлами программ, хранящимися во вторичной памяти. хранилище 6. Поддерживает каталоги файлов и обеспечивает доступ к данным в файлах 7. Взаимодействует с пользователями Мультипрограммирование - это способность компьютера выполнять несколько программ одновременно на одном процессоре, когда одна из программ использует процессор, в то время как другие выполняют ввод или вывод. Мультипрограммирование требует, чтобы активные части программ, конкурирующих за процессор, были доступны в основной памяти. Виртуальная память - это кажущаяся расширенная емкость основной памяти компьютера, которая достигается за счет хранения в основной памяти только непосредственно необходимых частей программ, а полные программы хранятся во вторичной памяти. Режимы работы компьютерной системы Операционные системы позволяют системе, которой они управляют, работать в различных режимах. К ним относятся пакетная обработка, разделение времени и обработка в реальном времени. Пакетная обработка Обработка программ или транзакций в пакетном режиме без участия пользователя. Системы разделения времени, обеспечивающие интерактивную обработку, выделяя короткий промежуток времени для использования сервера каждому пользователю по очереди. Системы обработки в реальном времени, которые реагируют на событие в течение фиксированного интервала времени; используется, например, на производственных предприятиях или для сбора данных из нескольких единицы оборудования в лаборатории. С переходом к многопроцессорным процессорам, в которых несколько (или даже много) процессоров сконфигурированы в одной компьютерной системе, многопроцессорные операционные системы были разработаны для распределения работы между несколькими процессорами. Эти системы также поддерживают мультипрограммирование, что позволяет многим программам конкурировать за процессоры. Операционные системы для персональных компьютеров Операционные системы персональных компьютеров, предназначенные для одного пользователя, намного проще, чем операционные системы, работающие на более крупных машинах, к которым сотни или тысячи пользователей могут иметь одновременный доступ. Одной из важных возможностей, которые операционная система может предложить в среде персональных компьютеров, является многозадачность: возможность запускать несколько задач одновременно от имени пользователя. Наиболее популярные операционные системы для микрокомпьютеров: Windows 95 - Windows 95 - продвинутая операционная система - графический пользовательский интерфейс - истинная многозадачность - сетевые возможности - мультимедиа DOS - это более старая операционная система, которая использовалась на микрокомпьютерах - однопользовательская, одно- операционная система с задачами - может добавить графический интерфейс и возможности многозадачности с помощью операционной среды, такой как Microsoft Windows OS / 2 Warp - графический интерфейс пользователя - многозадачность - возможности виртуальной памяти - телекоммуникационные возможности Windows NT - многозадачная сетевая операционная система - многопользовательская сетевая операционная система - устанавливается на сетевых серверах для управления локальными сетями с требованиями к высокопроизводительным вычислениям UNIX - популярная операционная система, доступная для компьютерных систем Micro, Mini и мэйнфреймы - многозадачная и многопользовательская система - устанавливается на сетевых серверах Mac intosh System 7 - многозадачность - возможность виртуальной памяти s - графический пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс - это комбинация средств, с помощью которых пользователь взаимодействует с компьютерной системой. Это позволяет конечному пользователю взаимодействовать с операционной системой, чтобы он мог загружать программы, получать доступ к файлам и выполнять другие задачи. Существуют три основных типа пользовательских интерфейсов: 1. Командный привод 2. Меню 3. Графический интерфейс пользователя (GUI). Самый популярный графический интерфейс пользователя - это тот, который предоставляется Windows 95. Среда Windows стала стандартной платформой для компьютеров. Цель открытых систем Стремление состоит в том, чтобы использовать открытые системы в организационных вычислениях, чтобы программное и аппаратное обеспечение любого поставщика могло работать с программным и аппаратным обеспечением любого другого, требует операционной системы, которая могла бы работать на любой аппаратной платформе. Термин Aopen system @ используется как противоположность патентованным системам конкретного производителя. В открытых системах организациям нужна переносимость, масштабируемость и функциональная совместимость прикладного программного обеспечения. Портативное приложение: можно переносить с одной компьютерной системы на другую. Масштабируемое приложение: это приложение, которое можно перемещать без значительного перепрограммирования. Функциональная совместимость: означает, что машины разных производителей и возможностей могут работать вместе для получения необходимой информации. 5.3 Программное обеспечение для повышения производительности труда Программное обеспечение для повышения производительности труда является наиболее распространенным прикладным программным обеспечением. Эти программы, запускаемые на персональных компьютерах, помогают пользователю в решении определенного круга задач. В сочетании с профессиональными системами поддержки и системами, поддерживающими групповую работу, программное обеспечение для повышения персональной производительности является мощным инструментом для сегодняшней интеллектуальной работы. Функции программного обеспечения для повышения производительности труда [Рисунок 5.3] [Слайд 5-4] Программное обеспечение для повышения производительности труда повышает производительность пользователя при выполнении определенного круга общих задач. Это программное обеспечение поддерживает управление базами данных и анализ, создание и представление, а также отслеживание активности и заметок. Все это программные приложения. Управление данными поддерживается системами управления базами данных, а программное обеспечение для работы с электронными таблицами помогает в анализе данных. Для нужд создания и презентации пользователи используют прикладное программное обеспечение для обработки текста, рабочего стола издательское дело, презентация и создание мультимедиа. Программное обеспечение для управления личной информацией используется для отслеживания действий и личных заметок. Коммуникационное программное обеспечение позволяет пользователю подключаться к телекоммуникационной сети для обмена информацией с другими пользователями или системами. Веб-браузеры используются для доступа к ресурсам всемирной паутины Интернета. Электронные таблицы Пакеты электронных таблиц - это программы, которые используются для анализа, планирования и моделирования. Они обеспечивают электронную замену более традиционных инструментов, таких как бумажные листы, карандаши и калькуляторы. В рабочем листе строки и столбцы хранятся в памяти компьютера и отображаются на видеоэкране. Данные и формулы вводятся в рабочий лист, и компьютер выполняет вычисления на основе введенных формул. Пакет электронных таблиц также можно использовать в качестве инструмента поддержки принятия решений для выполнения анализа «что, если». Управление базами данных Пакеты управления базами данных облегчают хранение, обслуживание и использование данных в базе данных, которая используется многими пользователями. DBM микрокомпьютера позволяет пользователям: 1. Создавать и поддерживать базу данных 2. Запрашивать базу данных с помощью языка запросов 3. Готовить форматированные отчеты. Кроме того, пакеты предлагают функции безопасности, возможность подключения к сети и возможность представления графического вывода, а также для выполнения вычислений в виде электронных таблиц. Обработка текста Пакеты обработки текста - это программы, которые автоматизируют создание, редактирование и печать документов путем электронной обработки текстовых данных. Обработка текста - важное приложение автоматизации делопроизводства. Обработка текста - это наиболее популярный вид деятельности при создании и презентации. Фактически, это наиболее распространенное приложение для персональных компьютеров. Организации настольных издательских систем используют программное обеспечение настольных издательских систем для производства своих собственных печатных материалов, таких как информационные бюллетени, брошюры, руководства и книги с несколькими стилями шрифта, графикой и цветами на каждой странице. Компоненты, необходимые для создания скромной настольной издательской системы, включают: дисплей с высоким разрешением, лазерный принтер, программное обеспечение настольных издательских систем и, возможно, сканер. Программное обеспечение для презентаций Цель графики для презентаций - предоставить информацию в графической форме, которая помогает конечным пользователям и менеджерам понимать бизнес-предложения и производительность и принимать более обоснованные решения по ним. Важно отметить, что презентационная графика не заменяет отчеты и отображение чисел и текстового материала. Программное обеспечение для создания мультимедиа Программное обеспечение для создания мультимедиа позволяет пользователям создавать мультимедийные презентации. Используя эти пакеты, вы можете разрабатывать привлекательные компьютерные обучающие программы (CBT) или презентации для клиентов. Это программное обеспечение имеет превосходные графические изображения, компьютерную анимацию и движущееся видео, которые могут сочетаться с высококачественным звуком в сочетании с текстом. Гипермедиа - это электронные документы, которые содержат несколько форм мультимедиа, включая текст, графику, видео, голосовые сообщения или другие единицы информации, такие как рабочие листы. В способе доставки информации гипермедиа связи могут быть установлены между различными элементами в большом мультимедийном документе. Эти связи позволяют пользователю переходить от одной темы непосредственно к связанной, вместо того, чтобы сканировать информацию последовательно. Гипертекст - это методология построения и интерактивного использования текстовых баз данных. По определению, гипертекст содержит только текст и ограниченное количество графики. Управление персональной информацией Пакеты управления персональной информацией (PIM) - это инструменты, которые помогают работникам умственного труда отслеживать задачи, людей, проекты, обязательства и идеи. Эти пакеты помогают конечным пользователям хранить, систематизировать и извлекать текстовые и числовые данные в виде заметок, списков, вырезок, таблиц, заметок, писем, отчетов и т. Д. Программное обеспечение для связи и веб-браузер Программное обеспечение для связи позволяет пользователю подключаться к телекоммуникационной сети для обмена информацией с другими пользователями или системы. Программа предоставляет следующие возможности: 1. Отправка и получение электронной почты. 2. Передача файлов. Вы можете загрузить программу или файл данных с удаленного компьютера на свою рабочую станцию ​​или загрузить файл на удаленный компьютер. 3. Эмуляция терминала - позволяет персональному компьютеру действовать как терминал, когда это необходимо в конкретном приложении. 4. Отправка и получение факса. Все чаще и чаще причиной подключения к телекоммуникационной сети является получение доступа к ресурсам Интернета. Веб-браузеры быстро становятся одной из самых популярных категорий пакетов программного обеспечения. Браузер - это программа, которая позволяет пользователю получать доступ к электронным документам, включенным во всемирную паутину Интернета, совокупность взаимосвязанных баз данных гипермедиа, распределенных между удаленными сайтами. 5.4. Языки программирования и их переводчики [Рисунок 5.8] [Слайд 5-5] Большую часть прикладного программного обеспечения, используемого в организации, необходимо программировать или настраивать. Языки программирования - это языки, на которых написаны компьютерные программы. Язык программирования позволяет программисту или конечному пользователю разрабатывать наборы инструкций, составляющие компьютерную программу. Эти языки развивались в течение четырех поколений и могут быть сгруппированы в пять основных категорий: 1. Машинные языки 2. Ассемблерные языки 3. Языки высокого уровня 4. Языки четвертого поколения 5. Объектно-ориентированные языки. Машинные языки: машинные языки являются самыми базовыми. уровень языков программирования. Они были первым поколением машинных языков. Недостатки машинных языков: 1. Программы приходилось писать с использованием двоичных кодов, уникальных для каждого компьютера. 2. Программисты должны были детально знать внутренние операции процессора определенного типа, который они использовали. 3. Программирование было трудным и подвержено ошибкам. 4. Программы не переносятся на другие компьютеры. Ассемблерные языки: Ассемблерные языки - это второе поколение машинных языков. Они были разработаны, чтобы уменьшить трудности при написании программ на машинном языке. Язык ассемблера также является языком низкого уровня (относится к машинным ресурсам, таким как регистры и адреса памяти), он также специфичен для модели компьютера или серии моделей. Программа на ассемблере переводится на машинный язык простым переводчиком, называемым ассемблером. Сегодня языки ассемблера используются только тогда, когда требуется жесткий контроль над аппаратными ресурсами компьютера, например, в определенных системных программах, особенно для вычислений в реальном времени. Преимущества: 1. Использует символически закодированные инструкции, которые легче запомнить. 2. Программирование упрощается, поскольку программисту не нужно знать точное место хранения данных и инструкций. 3. Эффективное использование компьютерных ресурсов перевешивается высокими затратами на очень утомительную разработку систем и ограничением переносимости программ. Недостаток: 1. Языки ассемблера уникальны для определенных типов компьютеров. 2. Программы не переносятся на другие компьютеры. Языки высокого уровня (процедурные) Языки высокого уровня - это языки программирования третьего поколения. Эти языки предоставляют операторы, каждое из которых переводится в несколько инструкций на машинном языке. К языкам высокого уровня относятся COBOL (бизнес-приложения), BASIC (конечные пользователи микрокомпьютеров), FORTRAN (научные и инженерные приложения), а сегодня более популярными являются C, C ++ и Visual Basic. Преимущества: 1. Легче изучать и понимать, чем язык ассемблера, в виде инструкций (операторов), которые напоминают человеческий язык или стандартные обозначения математики. 2. Используйте менее жесткие правила, формы и синтаксис, чтобы снизить вероятность ошибки. 3. Являются машино-независимыми программами, поэтому программы, написанные на языке высокого уровня, не нужно перепрограммировать при установке нового компьютера. 4. Программистам не нужно изучать новый язык для каждого компьютера, на котором они программируют. Недостатки: 1. Менее эффективен. чем программы на ассемблере, и требуют больше компьютерного времени для перевода в машинные инструкции. За пределами языков программирования высокого уровня. Языки четвертого поколения (4GL) определяют, что нужно сделать, а не подробно описывают шаги, которые нужно сделать. 4GL включают в себя множество языков программирования, которые являются более непроцедурными и разговорными, чем предыдущие языки. Преимущества: 1. Упрощенный процесс программирования. 2. Используйте непроцедурные языки, которые побуждают пользователей и программистов указывать желаемые результаты, в то время как компьютеры определяют последовательность инструкций, которые приведут к этим результатам. 3. Используйте естественные языки, которые не устанавливают жестких грамматических правил. Недостатки: 1. Менее гибкие, чем другие языки. 2. Менее эффективны (с точки зрения скорости обработки и необходимого объема памяти). Ряд языков может претендовать на принадлежность к пятому поколению. Следующие типы языков программирования могут повлиять на развитие такой новой парадигмы: 1. Языки объектно-ориентированного программирования (ООП) связывают элементы данных и процедуры или действия, которые будут выполняться с ними, вместе в объекты. Примеры включают Smalltalk, C ++, Visual Basic, Java, Turbo C ++, C ++, Object C + 2. Языки, упрощающие параллельную обработку в системах с большим количеством процессоров. 3. Функциональные языки (такие как LISP), основанные на математической концепции вычисления как приложения функций. 4. Ограниченные подмножества естественных языков, которые можно обрабатывать благодаря прогрессу в области искусственного интеллекта. Преимущества: 1. Языки ООП проще в использовании и более эффективны для программирования графического пользовательского интерфейса, необходимого для многих приложений. 2. Запрограммированные объекты можно использовать повторно. Переводчики: компиляторы и интерпретаторы Для помощи программистам в разработке компьютерных программ доступны различные пакеты программного обеспечения. Например, трансляторы языка программирования - это программы, которые переводят другие программы в коды команд машинного языка, которые могут выполнять компьютеры. Другие программные пакеты, называемые инструментами программирования, помогают программистам писать программы, предоставляя средства создания и редактирования программ. Программы языковых переводчиков (языковые процессоры) - это программы, которые переводят другие программы в коды команд машинного языка, которые компьютер может выполнять. Эти программы позволяют вам писать свои собственные программы, предоставляя средства создания и редактирования программ. Программы-переводчики языков программирования известны под разными именами. Ассемблер: переводит символьные коды инструкций программ, написанных на языке ассемблера, в инструкции машинного языка. Компилятор: переводит (компилирует) операторы языка высокого уровня (исходные программы) в программы на машинном языке. Интерпретатор: переводит и выполняет каждый оператор программы по одному, вместо того, чтобы сначала создавать полную программу на машинном языке, как это делают компиляторы и ассемблеры. 5.5. Языки четвертого поколения: (4GL) 4GL включают в себя множество языков программирования, которые являются более непроцедурными и разговорными, чем предыдущие языки. Использование языков четвертого поколения позволяет в несколько раз повысить продуктивность разработки информационных систем. Категории языков четвертого поколения и их роль в вычислениях для конечных пользователей Отличительной чертой языков 4GL является то, что они определяют, что нужно делать, а не как это делать. Характеристики 4GL включают: 1. Языки не являются процедурными. 2. Они не определяют полную процедуру выполнения задачи (она заполняется программным переводчиком для 4GL). 3. Около одной десятой количества инструкций требуется в 4GL по сравнению с процедурными языками. [Рисунок 5.12] 4. Основными категориями 4GL являются языки запросов, генераторы отчетов и генераторы приложений - Рисунок 5.13 [Слайд 5-6] 5. Языки запросов и генераторы отчетов избавляют от необходимости разрабатывать определенные приложения, предоставляя прямой доступ к базе данных. Генераторы приложений позволяют относительно легко указать непроцедурными терминами систему для такого доступа. 6. У 4GL также есть генераторы программного обеспечения для создания систем поддержки принятия решений и управленческой информации. Три категории 4GL: 1. Язык запросов 2. Генераторы отчетов 3. Генераторы приложений Языки запросов Языки запросов позволяют конечным пользователям напрямую обращаться к базам данных. Характеристики языка запросов включают в себя: 1. Используется в интерактивном режиме для специальных запросов, то есть запросов, которые не определены заранее. 2. Результат запроса обычно не форматируется, поскольку он отображается в формате по умолчанию, выбранном самой системой. 3. Взаимодействие обычно простое, требуются только очень простые вычисления. 4. Большинство языков запросов также позволяют обновлять базы данных. С помощью многих языков запросов можно запрашивать графический вывод для запроса. Шесть основных стилей запросов к базе данных: 1. Заполнение формы 2. Выбор меню 3. Язык запросов командного типа, например SQL 4. Запрос на примере (QBE) 5. Прямое управление 6. Ограниченный естественный язык Языки запросов подходят для: 1. Банковских автоматов 2. Электронных киосков Генераторы отчетов Генератор отчетов позволяет конечному пользователю или специалисту по информационным системам составлять отчет без подробного описания всех необходимых шагов, таких как форматирование документа. Характеристики генераторов отчетов включают в себя: 1. Предлагать пользователям больший контроль над содержанием и внешним видом вывода, чем язык запросов. 2. Указанные данные могут быть извлечены из указанных файлов или баз данных, сгруппированы, упорядочены и суммированы определенным образом и отформатированы для печати по желанию. Генераторы приложений Генератор приложений позволяет определить все приложение, состоящее из нескольких программ, без особого подробного кодирования. Характеристики генераторов приложений включают в себя: 1. Большинство генераторов создают (генерируют) код на процедурном языке. Затем этот код может быть изменен для точного соответствия потребностям приложения. 2. Генераторы, ориентированные на конечных пользователей, просты в использовании. Они нацелены на ограниченную область применения. Они создают код в основном из спецификации структуры файлов и баз данных и из заданных макетов экранов и отчетов. Необходимая обработка указывается в терминах, естественных для конечных пользователей. 3. Средство рисования экрана позволяет указать графический интерфейс пользователя для разрабатываемой системы. 4. Мощные генераторы приложений требуют опыта профессионалов в области информационных систем и являются универсальными инструментами. Часто они могут работать на мэйнфреймах и мини-компьютерах. 5. Генераторы приложений все чаще интегрируются в среды автоматизированной разработки программного обеспечения (CASE). Преимущества: 1. Упрощенный процесс программирования. 2. Используйте непроцедурные языки, которые побуждают пользователей и программистов указывать желаемые результаты, в то время как компьютеры определяют последовательность инструкций, которые приведут к этим результатам. 3. Используйте естественные языки, которые не налагают жестких грамматических правил. Недостатки: 1. Менее гибкие, чем другие языки. 2. Программы, написанные на языках 4GL, обычно намного менее эффективны во время выполнения программ, чем программы на языках высокого уровня. Поэтому их использование ограничено проектами, которые не требуют такой эффективности. 5.6. Объектно-ориентированные языки. Идея объектно-ориентированного программирования (ООП) состоит в том, чтобы создавать программы из программных объектов, чтобы связать элементы данных и процедуры или действия, которые будут выполняться с ними, в объекты. Примеры включают Smalltalk, C ++, Turbo C ++, Object C +, Java. Характеристики ООП включают: 1. ООП, объекты объединяют (инкапсулируют) данные с операциями, которые действуют с данными. 2. ООП поддерживает определение и наследование классов, создание объектов как экземпляров классов, отправку сообщений методам в этих объектах во время выполнения программы и т. Д. особенности ООП. 3. ООП упрощает проектирование мультимедийных систем и графических пользовательских интерфейсов. Три фундаментальных концепции объектно-ориентированного программирования: 1. Объекты 2. Классы 3. Наследование Объекты: это основные компоненты, из которых создаются программы. В программном обеспечении - программный компонент, который моделирует реальный объект, инкапсулируя данные и инструкции, которые работают с этими данными. Класс: это шаблон, из которого создаются объекты. Классы можно определять в иерархии. Наследование: в объектно-ориентированном программировании классы ниже в иерархии наследуют свойства (атрибуты и методы) классов выше в ней. Преимущества: 1. Языки ООП проще в использовании и более эффективны для программирования графического пользовательского интерфейса, необходимого для многих приложений. 2. Экономия на программировании, поскольку наследование свойств означает, что запрограммированные объекты можно использовать повторно.
RELATED ARTICLES