Научная электронная библиотека
Соловьев С. В., Цой Р. И., Гринкруг Л. С.,
ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПАКЕТОВ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ
Определение. Этапы развития
Прикладной называют программу для решения конкретной задачи пользователя.
С развитием компьютерных технологий были выделены наборы взаимосвязанных задач, которые требовалось решать в интересах определенных групп пользователей. Естественно было объединить прикладные программы связанных задач в комплекс программ, разработать такой комплекс централизованно и поставлять его отдельным пользователям и заинтересованным организациям. С конца 1960-х годов многофункциональные комплексы взаимосвязанных программ стали называть пакетами прикладных программ (ППП).
Формальной границы между прикладной программой и ППП нет, поскольку любой ППП можно рассматривать как прикладную программу. По мере разработки все большего числа прикладных программ появлялись и новые определения того, что следует понимать под пакетом программ.
Рассмотрим концепцию ППП на примере программ для решения расчетных задач. Все многообразие прикладного ПО можно разделить на два больших класса: «расчетчики» и «анализаторы».
Расчетными будем называть задачи, в которых входные и выходные данные являются числовыми, решение задачи получается в результате применения математических методов. К расчетным задачам можно отнести выполнение расчетов по формулам, решение систем линейных и нелинейных уравнений, численное дифференцирование и интегрирование, определение экстремумов функций и т.п.
Исходные данные для решения расчетной задачи могут задаваться или все сразу в начале выполнения программы, или поступать порциями (записями, сообщениями).
Решение многих расчетных задач укладывается в типовую схему, включающую последовательные шаги ввода исходных данных, выполнения вычислений и вывода результатов. В ряде случаев решение расчетных задач сводится к последовательному применению нескольких алгоритмов (программ). Например, при решении систем обыкновенных дифференциальных уравнений может потребоваться сначала провести расчет начальных условий и коэффициентов уравнений, а затем вычислить обобщенные характеристики исследуемого процесса по заданным формулам.
Можно выделить несколько типовых подходов к организации применения ЭВМ для решения расчетных задач. Эти подходы, рассматриваемые в историческом плане, можно считать этапами развития ППП:
1. При возникновении потребности в решении конкретной задачи составляется и отлаживается программа или несколько последовательно выполняемых программ. Для программирования используется один из универсальных языков программирования (Basic, Pascal, Fortran, С, C++, Assembler и т.д.).
2. Заранее составляются подпрограммы реализации типовых шагов алгоритмов, например, для реализации методов численного анализа, преобразования форм представления данных и т.п. Такие готовые подпрограммы накапливаются в форме исходных или объектных модулей в библиотеке. При составлении прикладной программы в нее включаются обращения к библиотечным подпрограммам. Сами библиотечные подпрограммы присоединяются к прикладной программе в процессе трансляции (исходные модули) или при редактировании связей (объектные модули).
Библиотеку готовых подпрограмм уже можно рассматривать как ППП, используемый совместно с прикладной программой.
Перечисленные выше четыре подхода к применению ЭВМ предполагают различную квалификацию пользователей.
Для реализации первого подхода требуется знание языка программирования, языка управления ОС и знание прикладной предметной области. То есть первый подход типичен для специалиста в области прикладного программирования.
Это в полной мере относится и ко второму подходу, где применение библиотек подпрограмм обеспечивает повышение производительности труда прикладного программиста.
В третьем подходе функции прикладного программиста и пользователя пакета разделены. Прикладной программист разрабатывает пакет программ, для чего обычно требуется более высокий уровень квалификации, чем для разработки отдельных программ. От пользователя пакета требуются знание правил применения пакета и квалификация в той предметной области, к которой относятся задачи, решаемые с применением пакета, а также ограниченные сведения об используемой ОС.
Четвертый подход требует от пользователя пакета еще меньшей квалификации в области программирования, для него достаточно изучить сравнительно несложный входной язык пакета.
В настоящее время термин «пакет прикладных программ» применяется к комплексам программ различной сложности и назначения. Отметим, что наряду с этим термином все чаще используются понятия программного приложения или информационно-вычислительной системы.
Исходя из определения, можно выделить некоторые общие свойства ППП:
1. Пакет состоит из нескольких программных единиц.
2. Пакет предназначен для решения определенного класса задач, и в пределах своего класса обладает определенной универсальностью, т.е. позволяет решать большинство задач этого класса.
3. Пакет допускает настройку на конкретные условия применения, т.е. в пакете предусмотрены средства управления, позволяющие выбирать конкретные возможности из числа предусмотренных.
4. Пакет разработан с учетом возможности его использования за пределами той организации, в которой он создан, и удовлетворяет общим требованиям к программному изделию:
соответствует существующим стандартам;
снабжается пользовательской документацией;
допускает возможность послепродажного обслуживания;
имеет установленную цену;
документация и способы применения пакета ориентированы на пользователя, имеющего определенный уровень квалификации в той области знаний, к которой относятся решаемые пакетом задачи.
Поскольку ППП предназначен для решения задач определенного класса, можно говорить о функциональном назначении пакета.
Классификация ППП по их функциональному назначению приведена на рис. 1
Рис. 2. Классификация технологий программирования
CASE технологии обеспечивают автоматическую генерацию кодов программ на основе их спецификаций, проверку корректности описания моделей данных и схем потоков данных, документирование программ в соответствии с принятыми стандартами, тестирование и отладку программ. В рамках CASE технологий происходит поддержка полного жизненного цикла программного продукта, обеспечивается функциональная целостность проекта, поддержка одновременной работы групп разработчиков, возможность разработки приложений «клиент-сервер» требуемой конфигурации. Они обладают открытой архитектурой и возможностью экспорта/импорта (Design/IDEF, САSЕ Аналитик, ERwin, BPwin, Silverrun, Oracle Designer).
В состав бизнес-модели должны входить следующие базовые компоненты:
бизнес-функции, описывающие, ЧТО делает бизнес;
бизнес-процессы, описывающие, КАК предприятие выполняет свои бизнес-функции;
организационная структура, определяющая, ГДЕ исполняются бизнес-функции и бизнес-процессы;
роли, определяющие, КТО исполняет бизнес-процессы;
фазы, определяющие, КОГДА (в какой последовательности) должны быть внедрены те или иные бизнес-функции;
правила, определяющие связь между ЧТО, КАК, ГДЕ, КОГДА и КТО (рис. 3).
Рис. 3. Структура бизнес-модели
Что относят к пакетам прикладных программ ответ
Пакеты прикладных программ
Пакет прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения определённого класса задач по некоторой тематике.
К этому классу ППП относятся:
редакторы: текстовые (Word, WordPad) и графические (CorelDraw,PhotoShop);
электронные таблицы (Excel, Lotus 1-2-3);
системы управления базами данных (Access, Oracle);
средства подготовки презентаций (PowerPoint);
системы автоматизации проектирования (AutoCad);
оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта и др.
Специальное ПО включает на методо-ориентированные ППП и проблемно-ориентированные ППП.
Методо-ориентированные ППП характеризуются тем, что в их алгоритмической основе реализован какой-либо экономико-математический метод, используемый для решения задач. К пакетам этой категории относятся программные средства, реализующие методы математического программирования (линейного, динамического, статистического и т.д.), cетевого планирования и управления, теории массового обслуживания; математической статистики и др.
Методо-ориентированные ППП
Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие, независимо от предметной области и функции информационных систем, математические, статические и другие методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.
Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, прогнозирование значений технико-экономических показателей и т. п.) имеют широкое применение. Так, современные табличные процессоры значительно расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку и информационные технологии статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растёт. На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчётов различного вида оформилось новое направление программных средств – управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.
Программные продукты данного класса можно классифицировать по разным признакам:
Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок программных продуктов:
автоматизированного бухгалтерского учета;
финансовой деятельности;
управления персоналом (кадровый учет);
управления материальными запасами;
управления производством;
банковские информационные системы и т. п.
Проблемно-ориентированные ППП – это обширная группа пакетов программ, разработанных для автоматизации процессов решения различных функциональных задач в промышленной и непромышленной сферах деятельности. Практически нет ни одной предметной области, для которой не существует хотя бы одного ППП. Примерами проблемно-ориентированных пакетов могут служить пакеты, предназначенные для реализации информационных технологий обработки данных в конкретных областях экономики:
Проблемно-ориентированными ППП называются программные продукты, предназначенные для решения сложных комплексов задач в конкретной функциональной области. Из всего многообразия проблемно-ориентированных ППП выделим группы, предназначенные для комплексной автоматизации функций управления в промышленной и непромышленной сферах и ППП конкретных предметных областей.
Проблемно-ориентированные ППП для промышленной сферы должны составить технологическую основу не только для планирования производства усовершенствованными методиками, контроля за выполнением плана работ, но и обеспечивать движения финансовых и трудовых ресурсов, осуществлять ряд функций, связанных с контролем сервисного обслуживания, распределением готовой продукции и маркетингом.
Проблемно-ориентированные ППП непромышленной сферы предназначены для автоматизации деятельности фирм, не связанных с материальным производством (банки, биржи, торговля и т.п.) Требования к ППП этого класса предусматривают создание интегрированных многоуровневых систем.
ППП отдельных предметных областей являются одним из основных направлений развития индустрии создания программных продуктов. На протяжении более десяти лет разрабатываются ППП для различных предметных областей: бухгалтерского учета, финансового менеджмента, правовых систем и т.д.
ППП финансового менеджмента (ППП ФМ) появились в связи с необходимостью финансового планирования и анализа деятельности фирм. Сегодняшний российский рынок ППП МФ представлен в основном двумя
классами программ: для финансового анализа предприятия и для оценки эффективности инвестиций.
ППП правовых справочных систем представляют собой эффективный инструмент работы с огромным объемом законодательной информации, поступающей непрерывным потоком.
В качестве примера интегрированного пакета, широко используемого в управлении финансами, можно привести ППП Project Expert.
Project Expert является приложением, работает в среде Windows NT, Windows 98, Windows 95, Windows 2000 и отвечает современным требованиям по быстродействию.
Project Expert позволяет учитывать специфику российской экономической действительности (налоговые изменения, инфляция и т.д.).
Основные функции программы:
Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:
создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (APM) управленческого персонала;
создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМы в единый программный комплекс с архитектурой «клиент – сервер»;
организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных в сети ЭВМ;
наличие простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;
создание программного обеспечения, позволяющего настраивать функции обработки данных конечными пользователями (без участия программистов);
защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).
Для подобного класса программ высоки требования к оперативности обработки данных (например, пропускная способность для банковских систем должна составлять несколько сот транзакций в секунду). Велики объемы хранимой информации, что обусловливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуализации, копирования, обеспечения производительности обработки данных).
Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание дружественного интерфейса для конечных пользователей.
ППП справочно-информационных систем
Это локальные полнотекстовые БД по различным областям знаний (Гарант, Консультант + и др.)
Традиционные справочно-информационные системы и их базы данных либо содержат строго заданный, уже известный круг вопросов-ответов (регламентированная ситуация), либо просто выдают список документов, в тексте которых содержатся ключевые слова запроса.
50. Назначение компьютерных сетей
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть, и work – работа) – это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент:
Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.
Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.
Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла.
Узлы сети бывают трёх типов:
Назовём задачи, которые трудно или невозможно решить без организации информационной связи между различными компьютерами:
Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим – роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй – клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.
Сервер (англ. serve – обслуживать) – это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).
Клиент (иначе, рабочая станция) – любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.
Например, сервером может быть мощный компьютер, на котором размещается центральная база данных, а клиентом – обычный компьютер, программы которого по мере необходимости запрашивают данные с сервера. В некоторых случаях компьютер может быть одновременно и клиентом, и сервером. Это значит, что он может предоставлять свои ресурсы и хранимые данные другим компьютерам и одновременно использовать их ресурсы и данные.
Клиентом также называют прикладную программу, которая от имени пользователя получает услуги сервера. Соответственно, программное обеспечение, которое позволяет компьютеру предоставлять услуги другому компьютеру, называют сервером – так же, как и сам компьютер.
Для преодоления несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации.
Протокол коммуникации – это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.
Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером. После того, как пакет будет передан, контрольная сумма повторно вычисляется принимающим компьютером. Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче. Такой пакет отбрасывается, и автоматически направляется запрос повторно передать пакет.
При установлении связи устройства обмениваются сигналами для согласования коммуникационных каналов и протоколов. Этот процесс называется подтверждением установления связи (англ. HandShake – рукопожатие).
Что относят к пакетам прикладных программ ответ
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.
Характеристика пакетов прикладных программ. Классифицируются:
Основные тенденции в области развития ПОС:
Особенности: высокие требования к технической части обработки систем, наличие библиотеки встроенных функций и объектов, интерфейсов и баз данных.
Пакеты общего назначения
Элементы CASE-технологии в процессе корректировки содержат:
Серверы БД – успешно развивающийся вид программного обеспечения:
DAL – Data Access Language – для создания запросов на выборку данными из сети;
SQL – для распределения запросов.
Самая большая проблема серверов баз данных – обеспечение целостности базы данных.
Генераторы отчетов (серверы отчетов):
Сервер отчетов включает:
Подготовленные отчеты рассматриваются клиентами по электронной почет или другим транспортным агентом. Серверы отчетов обычно поддерживают разнородные платформы, поэтому эффективно работать в других вычислительных сетях.
При описании текстовых процессоров следует выделить две группы программных продуктов этого типа. Первая группа ориентирована на создание документов разной степени сложности с мощными средствами форматирования и включения графики. Типичным представителем этой группы является WinWord. Вторая группа текстовых процессоров (их часто называют текстовыми редакторами) ориентирована для работы с чисто текстовыми файлами, среди которых могут быть тексты программ, написанные на различных языках, конфигурационные файлы, файлы настройки и др. Ярким представителем таких программных продуктов является MultiEdit версий, начиная с 5.0. Этот текстовый процессор имеет мощную систему контекстной замены, встроенный язык макрокоманд на уровне Visual Basic, средства поддержки внутренней среды, средства помощи при наборе ключевых слов.
Возможности: автоматическое форматирование документов, вставка рисунков объектов и графики, составление оглавления и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов.
Развитие данного направления программных продуктов является издательские системы.
Табличный процессор – удобная среда для вычислений конечного пользователя. Средства деловой графики, специальной обработки встроенных функций, работа с базами данных, статистическая обработка данных и программ.
Средства презентационной графики
Набор нескольких программных продуктов, функционально дополняемых друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализуемые на общей вычислительной и операционной платформе.
Яркий представитель – Microsoft Office. Компоненты пакета могут работать изолированно друг от друга. Основное достоинство – их разумное сочетание друг с другом.
Характеристика интегрированного пакета:
— DDE и OLE (динамическая компоновка объектами);
Методоориентированные пакеты прикладных программ
Современный табличный процессор Excell:
Офисные пакеты прикладных программ (ППП):
Браузеры, средства создания интернет-страниц и прочего;
Электронная почта – важный компонент;
— Различаются платформами на которых работают, ценой, условиями распространения, поддерживаемыми транспортными протоколами, интерфейсами и сетями;
— Должна обеспечивать шифрование информации, факсимилию подписи, проверка орфографии на любом языке, управление сообщениями.
Настольные издательские системы
Программные средства мультимедиа
Основное назначение этого класса программных продуктов:
Создание и использование аудио- и видео информации для расширения информационного пространства пользователя.
Программные продукты мультимедиа заняли лидирующее положение на рынке в сфере библиотечного информационного обслуживания, в процессе обучения, организации досуга, БД компьютерных изображений, произведений искусства, библиотечных звуковых записей – все это основа для прикладных обучающих систем, компьютерных игр, библиотечных каталогов и фондов.
Системы Искусственно Интеллекта (ИИ)
Данный класс ПП реализует отдельные функции интеллекта человека.
Основными компонентами системы ИИ являются:
Разработка интеллектуальных систем ведется по следующим направлениям:
Интеллектуальный интерфейс включает:
Модуляция/демодуляция голоса – главный фактор в отставании проектирования интеллектуального интерфейса.
Семантическая сеть – модель знаний, в форме графа, в основе таких моделей лежит идея о том, что любой из знания можно представить в виде совокупности объектов и связи между ними.
Классификация семантических сетей:
1. Однородные (с единым типом взаимодействий);
2. Неоднородные (с различными типами взаимодействий).
По типам отношений делятся: