Главная
Коллекция "Revolution"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Информационные основы программного обеспечения ЭВМ
Информационные основы программного обеспечения ЭВМ
Этапы развития элементной базы электронной вычислительной машины как историческая основа дальнейшего развития программного обеспечения. Принцип программного управления. Представление информации в ЭВМ. Современное состояние программного обеспечения.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.09.2015 |
| Размер файла | 72,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- Глава 1. Теоретические основы построения по ЭВМ
- 1.1 Этапы развития элементной базы ЭВМ как историческая основа дальнейшего развития программного обеспечения
- 1.1.1 История систем программирования
- 1.1.2 История системного ПО
- 1.1.3 История прикладного ПО
- 1.1.4 ИКТ и их приложения
- 1.1.4.1 Технологии подготовки документов
- 1.1.4.2 ИКТ в управлении предприятием
- 1.1.4.3 ИКТ в проектной деятельности
- 1.1.4.4 ИКТ в образовании
- 1.2 Принцип программного управления
- 1.3 Представление информации в ЭВМ
- Глава 2. Современное состояние по ЭВМ
- 2.1 Анализ состояния ПО
- 2.2 Краткая характеристика нынешнего пользовательского программного продукта
- 2.3 Тенденции развития ПО
- Заключение
- Список литературы
Введение
Диалектическая спираль развития компьютерных технологий совершила свой очередной виток - опять, как и десять лет назад, в соответствии и с требованиями жизни, в моду входят суперкомпьютерные архитектуры. Безусловно, это уже не те монстры, которые помнят ветераны - новые технологии и требовательный рынок коммерческих применений существенно изменили облик современного суперкомпьютера. Теперь это не огромные шкафы с уникальной аппаратурой, вокруг которой колдуют шаманы от информатики, а вполне эргономичные системы с унифицированным программным обеспечением, совместимые со своими младшими собратьями.
Любой персональный компьютер, даже самый современный, без наличия, установленного на него необходимого программного обеспечения, является грудой железа. В таком состоянии ни один компьютер не способен выполнить даже самые элементарные операции. Таким образом, показана актуальность темы.
Цель курсовой работы: определить, что является информационной основой ПО ЭВМ.
Предмет исследования: информационные основы ПО ЭВМ.
Объект исследования: построение и состояние ПО ЭВМ.
Задачи исследования:
1. изучить литературу по данной теме;
2. рассмотреть общие понятия программного обеспечения, историю развития элементной базы ЭВМ и принцип программного управления;
3. изучить построение и состояние программного обеспечения, способы представления информации в ЭВМ;
4. проанализировать состояние ПО на сегодняшний день;
5. составить краткую характеристику нынешнего пользовательского программного продукта;
6. определить тенденции развития ПО.
Методы исследования: анализ и синтез, индукция и дедукция, исторический и логический.
Структура работы: Курсовая работа состоит из двух глав, введения и заключения и списка литературы.
Так что же такое программное обеспечение ПО или software Программное обеспечение набор программ, которые обеспечивают выполнение задач, решаемых на компьютере. Все программное обеспечение поставляется на флоппи-дисках, лазерных дисках CD, DVD или через международную сеть Интернет.
По мере написания курсовой работы рассмотрим этапы элементной базы как исторической основы развития ПО. Опишем, как работает программный принцип управления. Расскажем о видах представления информации в ЭВМ. Проведем анализ состояния ПО, а также составим краткую характеристику нынешнего программного продукта и тенденции его развития.
Глава 1. Теоретические основы построения по ЭВМ
1.1 Этапы развития элементной базы ЭВМ как историческая основа дальнейшего развития программного обеспечения
В соответствии с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют четыре реальных поколения ЭВМ, краткая характеристика которых приведена в таблице (приложение 1).
1.1.1 История систем программирования
Первые ЭВМ были доступны исключительно программистам. Поэтому исторически первым типом ПО стали системы программирования.
На машинах первого поколения языков программирования (в современном понимании) не существовало. Программисты работали на языке машинных кодов, что было весьма сложно. ЭВМ первого и второго поколений были приспособлены, прежде всего, для выполнения математических расчетов. А в таких расчетах часто приходится вычислять математические функции: квадратные корни, синусы, логарифмы и пр. Для вычисления этих функций программисты создавали стандартные программы, к которым производили обращения из своих расчетных программ. Стандартные программы хранились все вместе на внешнем носителе (тогда это преимущественно были магнитные ленты). Такое хранилище называлось библиотекой стандартных программ. Библиотеки стандартных программ (БСП) - первый вид программного обеспечения ЭВМ. [1; с.43]
В эпоху второго поколения ЭВМ распространяются языки программирования высокого уровня (ЯПВУ). ЯПВУ сделали программирование доступным не только для профессиональных программистов.
В программное обеспечение ЭВМ включаются трансляторы с ЯПВУ. Понятие системы программирования в современном виде возникло в период третьего поколения ЭВМ, когда программисты для разработки программ стали пользоваться терминальным вводом (клавиатурой и дисплеем). В состав систем программирования были включены текстовые редакторы для ввода и редактирования программы и отладчики, позволяющие программисту исправлять ошибки в программе в интерактивном режиме.
1.1.2 История системного ПО
Операционные системы (ОС). Первые версии ОС появились еще на ЭВМ второго поколения, но массовое распространение операционные системы получают, начиная с машин третьего поколения.
Основная проблема, которую решали разработчики ОС - повышение эффективности работы компьютера. Операционная система позволяет реализовать многопрограммный режим работы компьютера, при котором в состоянии выполнения находятся одновременно несколько программ. Когда одна программа обращается к внешнему устройству, процессор прерывает работу с ней (внешнее устройство продолжает работу без участия процессора) и переходит к обработке другой программы. Затем процессор может прервать работу со второй программой и продолжить выполнение первой.
Таким образом, несколько программ "выстраивается в очередь" к процессору, а ОС управляет обслуживанием этой очереди. Точно так же ОС управляет обслуживанием очереди к внешним устройствам, например к принтеру. Управляют ОС и очередью к средствам ПО: трансляторам, библиотекам, прокладным программам и пр. Управление ресурсами ЭВМ - это первая функция операционных систем. [2; с.49]
С появлением систем коллективного пользования ЭВМ операционные системы стали поддерживать многопользовательский режим работы. В таких системах с одной ЭВМ одновременно работают множество людей через терминальные устройства: клавиатуру и дисплей. ОС обеспечивает режим диалога с пользователями - интерактивный режим общения.
Еще одной важной функцией ОС стала организация работы с файлами. На ЭВМ третьего поколения появились магнитные диски, на которых информация хранится в файловой форме. Файловая система - это компонента ОС, работающая с файлами.
Операционные системы современных ПК также выполняют все эти функции. Отличительной особенностью их от первых ОС является дружественный графический интерфейс. А в последнее время - поддержка сетевого режима работы как в локальных, так и в глобальных сетях.
Сервисные программы. Этот тип ПО возникает и развивается в эпоху персональных компьютеров. Сюда входят разнообразные утилиты, антивирусные программы, программы-архиваторы.
Потребность в программах-архиваторах первоначально возникала в 80-90-х годах XX века в связи с небольшими информационными объемами устройств внешней памяти - магнитных дисков. [3; с.36]
1.1.3 История прикладного ПО
Именно благодаря этому типу ПО персональные компьютеры получили широкое распространение в большинстве областей деятельности человека: медицине, экономике, образовании, делопроизводстве, торговле и даже в быту.
Самым массовым спросом среди прикладных программ пользуются, конечно, текстовые редакторы и текстовые процессоры (например, МS Word). Персональный компьютер, оснащенный текстовым редактором, и принтер стали основными инструментами для создания любых текстовых документов.
В 1979 году был создан первый табличный процессор - электронная таблица VisiCalc, ставшая самой популярной программой в среде предпринимателей, менеджеров и бухгалтеров. Идея электронной таблицы принадлежала Дэну Бринклину - студенту Гарвардской школы бизнеса. Начиная с 80-х годов табличные процессоры входят в число лидирующих категорий программного обеспечения.
В конце 70-х - начале 80-х годов XX века появились первые коммерческие системы управления базами данных (СУБД) - программное обеспечение, которое позволяет пользователям создавать и обслуживать компьютерную базу данных, а также управлять доступом к ней.
Электронный офис - в последнее время часто используемое понятие. Обычно под этим понимают такой метод ведения делопроизводства, при котором всю циркулирующую информацию обрабатывают электронным способом с помощью определенных технических средств и программного обеспечения [4; с.36]. Таким программным обеспечением являются интегрированные пакеты, включающие набор приложений, каждое из которых ориентировано на выполнение определенных функций, создание документов определенного типа (текстовых документов, электронных таблиц и т.д.). В процессе работы может происходить обмен информацией между документами, создаваться составные документы, включающие в себя объекты разных типов (текст, рисунки, электронные таблицы).
В 90-е годы XX века появляется термин мультимедиа, относящийся к таким видам информации, как видео и звук. Появляются программы редактирования и монтажа звука и видео, предназначенные для профессионалов в области музыки и видео. Наряду с этим создаются программы-проигрыватели мультимедиа файлов (WindowsMediaPlayer, RealMediaPlayer др.), ориентированные на широкий круг пользователей.
В 1991 году сотрудник Женевской лаборатории практической физики Тим Бернерс-Ли разрабатывает систему гипертекстовых страниц Internet, получившую название WorldWideWeb (WWW) - Всемирная паутина. [5; c.67] Создание собственной Web-страницы и опубликование ее в сети под силу многим пользователям, благодаря специальным программам-конструкторам Web-страниц.
1.1.4 ИКТ и их приложения
В последнее время в употребление вошел термин "информационно-коммуникационные технологии" - ИКТ. Рассмотрим лишь некоторые примеры профессионального использования ИКТ.
1.1.4.1 Технологии подготовки документов
Любая деловая сфера связана с подготовкой различной документации: отчетной, научной, справочной, сопроводительной, финансовой и т.д. Сегодня подготовка документа любой сложности немыслима без применения компьютера.
Для подготовки текстовых документов используются текстовые процессоры, которые прошли путь развития от простейших редакторов, не дающих возможность даже форматировать текст до текстовых процессоров, позволяющих создавать документы, включающие в себя не только текст, но и таблицы, рисунки. Информационные технологии, связанные с созданием текстовых документов, широко используются в полиграфической промышленности. Там получили распространение издательские системы (например, РаgеМаkеr), позволяющие создавать макеты печатных изданий (газет, журналов, книг).
Большую роль в автоматизации подготовки финансовых документов сыграли электронные таблицы. Первая электронная таблица под названием VisiCalc (VisibleCalculator - "видимый калькулятор"), созданная ДэниеломБриклином, появилась в 1979 году. Фактически в 80-х годах прошлого столетия электронные таблицы были лидирующей категорией программного обеспечения. [6; с.58]
Для подготовки научных документов, содержащих математические расчеты, используются математические пакеты программ (МаthCAD, Марlе и пр.). Современные математические пакеты позволяют создавать документы, совмещающие текст с математическими расчетами и чертежами. Большинство математических систем, используемых сегодня, было создано еще в середине 80-х годов прошлого столетия, т.е. вместе с появлением персональных компьютеров.
1.1.4.2 ИКТ в управлении предприятием
Эффективность работы компании (производственной, торговой, финансовой и пр.) зависит от того, как организованы хранение, сбор, обмен, обработка и защита информации. Для решения этих проблем уже более двадцати лет назад стали внедряться автоматизированные системы управления (АСУ). [7; с.32]
В настоящее время в этой области произошли большие перемены. Классическая АСУ включает в себя систему сбора информации, базу данных, систему обработки и анализа информации, систему формирования выходной информации. Блок обработки и анализа информации является центральным. Его работа основана на экономико-математической модели предприятия. Он решает задачи прогнозирования деятельности компании на основе финансово-бухгалтерских расчетов, реагирования на непредвиденные ситуации, т.е. оказывает помощь в принятии управленческих решений.
Как правило, АСУ работают на базе локальной сети предприятия, что обеспечивает оперативность и гибкость в принятии решений. С развитием глобальных сетей появилась коммуникационная технология Intranet, которую называют корпоративной паутиной. Intranet обеспечивает информационное взаимодействие между отдельными сотрудниками и подразделениями компании, а также ее отдаленными внешними партнерами. Intranet помогает поддерживать оперативную связь центрального офиса с коммерческими представительствами компании, которые обычно располагаются далеко друг от друга.
1.1.4.3 ИКТ в проектной деятельности
Информатизация произвела на свет еще одну важную технологию - системы автоматизированного проектирования (САПР).
Проектирование включает в себя создание эскизов, чертежей, производство экономических и технических расчетов, работу с документацией.
Существуют САПРы двух видов: чертежные и специализированные. Чертежные САПРы универсальны и позволяют выполнить сложные чертежи в любой сфере технического проектирования (АutoСаd). Специализированная САПР, например на проектирование жилых зданий, содержит в базе данных все необходимые сведения о строительных материалах, о стандартных строительных конструкциях, фундаментах. Инженер-проектировщик создает чертежи, производит технико-экономические расчеты с использованием таких систем. При этом повышается производительность труда конструктора, качество чертежей и расчетных работ. [8; с.65]
Геоинформационные системы. Геоинформационные системы (ГИС) хранят данные, привязанные к географической карте местности (района, города, страны). Например, муниципальная ГИС содержит в своих базах данных информацию, необходимую для всех служб, поддерживающих жизнедеятельность города: городских властей, энергетиков, связистов, медицинских служб, милиции, пожарной службы и пр. Вся эта разнородная информация привязана к карте города. Использование ГИС помогает соответствующим службам оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации: стихийные бедствия, экологические катастрофы, технологические аварии и пр.
1.1.4.4 ИКТ в образовании
В наше время от уровня образованности людей существенно зависит уровень развития страны, качество жизни ее населения. Требования к качеству образования постоянно растут. Старые, традиционные методы обучения уже не успевают за этими требованиями. Возникает очевидное противоречие. Использование ИКТ в образовании может помочь в разрешении этого противоречия.
Технологии обучения мало изменились за последние 100 лет. Пока, в основном, действует метод коллективного обучения. Не всегда такой способ обучения дает высокие результаты. Причина заключается в разном уровне способностей разных учеников. Учителя хорошо понимают, что необходим индивидуальный подход в работе с учащимися. Решению этой проблемы может помочь использование в процессе обучения специальных программ (обучающих, контролирующих, тренажерных и т.д.), входящих в состав электронного учебника [9; c.57]
Еще одна проблема системы образования связана с неравными возможностями получения качественного образования из-за географической отдаленности от образовательных центров. Например, для жителя Якутии проблематично получить диплом престижного московского вуза. В решении этой проблемы на помощь приходит новая форма обучения - дистанционное образование, реализация которого стала возможна благодаря развитию компьютерных сетей.
Дистанционное образование приходит на смену старой форме заочного образования, при которой весь информационный обмен происходил в письменном виде через почтовую связь. Сетевое дистанционное образование позволяет вести обучение в режиме реального времени. Обучаемые могут не только читать учебный материал, но и видеть и слышать лекции крупных ученых, сдавать экзамены в прямом контакте с экзаменатором.
1.2 Принцип программного управления
Память машины можно представлять себе как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется ячейкой памяти, и в свою очередь, разделяется на разряды. Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1. Значит, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц машинное слово. Все ячейки памяти занумерованы. Номер ячейки называют её адресом.
Наличие у каждой ячейки адреса позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записать в неё новую информацию или извлечь ту информацию, которая в ней хранится.
Все ЭВМ работают в принципе одинаково. Когда бы вы ни заглянули в память ЭВМ, в её ячейках хранятся наборы нулей и единиц. ЭВМ выполняет без участия человека не только одну команду, но и длинную последовательность команд (программу). В этом и состоит один из основных принципов работы ЭВМ - принцип программного управления. [10; с.24]
Каждая команда кодируется некоторой последовательностью из нулей и единиц и помещается, как и число, в одной ячейке оперативной памяти. Команда состоит из двух частей: кодовой и адресной. Кодовая часть команды указывает, какое действие должно быть выполнено, а адресная определяет расположение в памяти компьютера исходных данных и результата.
Общий вид команды машины может быть таким: К А1 А2 А3, где К - код действия, а А1, А2, А3 - адреса ячеек памяти (на каждый адрес отводится по три разряда). Для выполнения команд служит специальное арифметико-логическое устройство (АЛУ). Оно состоит из двух особых ячеек - счётчика команд и регистра команд, а также сумматора. При выполнении ЭВМ программы в счётчик команд последовательно заносятся номера ячеек, где содержатся исполняемые команды, сами команды помещаются в регистр команд, а в сумматоре происходят арифметические действия. Сумматор также имеет свою ячейку - для промежуточных результатов вычислений. Отметим, что команды современных ЭВМ могут занимать несколько ячеек памяти.
Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти [11; с.64]. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды "стоп". Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
Действия, выполняемые современными вычислительными машинами, определяются командами программы. Такая организация работы машины называется принципом программного управления. Согласно этому принципу никакая вычислительная машина сама задач не решает: она лишь выполняет действия, заложенные разработчиками программ. Для современных систем обработки информации характерна многоуровневая, т.е. иерархическая организация программного управления. Более низким уровнем в этой организации является микропрограммирование. Микропрограммирование - это упорядоченный метод кодового управления отдельными элементами машины; такими как: триггеры, транзисторы, вентили, интегральные схемы и т.п., - для выполнения элементарных операций. Элементарные операции, происходящие в устройстве машины, называются микрооперациями. К ним относятся: передача информации с одного регистра на другой; выполнение одноразрядных сдвигов в пределах регистра и др. Из этих микроопераций складываются уже более крупные операции, называемые микрокомандами. Последовательность микрокоманд, управляющих выполнением более крупной по логическому содержанию операцией, называется микропрограммой. Заменяя одну микропрограмму другой, можно менять состав операций, выполняемых машиной. Микропрограммы обычно располагаются в постоянной памяти машины, в которой информация запаивается заводом-изготовителем машины. В такую память пользователь ничего записать не может, и стереть тоже ничего не может, из нее можно только считывать информацию. В последнее время появились и полупостоянные запоминающие микропрограммные устройства, в которые можно специальными техническими средствами или специальными программами записать новую информацию [12; с.56].
Следующий, более высокий уровень в иерархии программного управления - это программирование на машинном языке, т.е. в кодах машины, представляющих собой набор закодированных элементарных операций машины, таких как: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение, ввод-вывод информации и др. Язык машины неудобен и сложен для человека. Он очень сильно отличается не только от привычного человеческого языка, но и от общепринятой математической символики, используемой для записи формул. Кроме того, различные машины имеют свой набор элементарных операций, а, следовательно, и свой машинный язык. А значит программа, написанная на машинном языке одной машины, не может выполняться машиной другого типа. Программирование в машинных кодах достаточно трудоемкий процесс. Однако, именно с него начиналась эра программирования. Облегчать этот процесс стали макрокоманды, каждая из которых соответствует определенной совокупности машинных команд. Однако макрокоманды ориентированы по-прежнему в большей степени на машины, чем на пользователя. Они также привязаны к особенностям конкретной машины.
1.3 Представление информации в ЭВМ
Для представления информации в памяти ЭВМ (как числовой, так и не числовой) используется двоичный способ кодирования [13; с.74].
Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом). Наибольшую последовательность бит, которую ЭВМ может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Длина машинного слова зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32, 64 битам и т.д.
Кодирование символов. Для кодирования символов достаточно одного байта. При этом можно представить 256 символов (с десятичными кодами от 0 до 255). Набор символов персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC, чаще всего является расширением кода ASCII (American Standard Codefor Information Interchange - стандартный американский код для обмена информацией). В настоящее время используются и двухбайтовые представления символов. [13; c.48]
Двоично-десятичное кодирование. В некоторых случаях при представлении чисел в памяти ЭВМ используется смешанная двоично-десятичная "система счисления", где для хранения каждого десятичного знака нужен полубайт (4 бита) и десятичные цифры от 0 до 9 представляются соответствующими двоичными числами от 0000 до 1001. Например, упакованный десятичный формат, предназначенный для хранения целых чисел с 18-ю значащими цифрами и занимающий в памяти 10 байт (старший из которых знаковый), использует именно этот вариант.
Представление целых чисел в дополнительном коде. Другой способ представления целых чисел - дополнительный код. Диапазон значений величин зависит от количества бит памяти, отведенных для их хранении [14; с.73]. Например, величины типа Integer (все названия типов данных здесь и ниже представлены в том виде, в каком они приняты в языке программирования TurboPascal. В других языках такие типы данных тоже есть, но могут иметь другие названия) лежат в диапазоне от - 32768 (-215) до 32767 (215 - 1) и для их хранения отводится 2 байта (16 бит); типа LongInt - в диапазоне от - 231 до 231 - 1 и размещаются в 4 байтах (32 бита); типа Word - в диапазоне от 0 до 65535 (216 - 1) (используется 2 байта) и т.д.
Кодирование текста. Кодирование данных в ЭВМ. Кодирование текстовой информации. Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью. Формула, связывающая информационный вес символа алфавита i (бит) и мощность алфавита N: 2i = N.
Принцип последовательного кодирования алфавита заключается в том, что в кодовой таблице латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений. Международным стандартом на персональных компьютерах является таблица кодировки ASCII (American Standard Codefor Information Interchange) мощностью 256 символов.
Представление графической информации в ЭВМ. Как и любая другая информация в ЭВМ, графические изображения хранятся, обрабатываются и передаются по линиям связи в закодированном виде - т.е. в виде большого числа бит - нулей и единиц. Существует большое число разнообразных программ, работающих с графическими изображениями. В них используются самые разные графические форматы - т.е. способы кодирования графической информации. Расширения имен файлов, содержащих изображение, указывают на то, какой формат в нем использован, а значит какими программами его можно просмотреть, изменить (отредактировать), распечатать.
Несмотря на все это разнообразие существует только два принципиально разных подхода к тому, каким образом можно представить изображение в виде нулей и единиц (оцифровать изображение).
При использовании растровой графики с помощью определенного числа бит кодируется цвет каждого мельчайшего элемента изображения - пиксела. Изображение представляется в виде большого числа мелких точек, называемых пикселами. Каждый из них имеет свой цвет, в результате чего и образуется рисунок, аналогично тому, как из большого числа камней или стекол создается мозаика или витраж, из отдельных стежков - вышивка, а из отдельных гранул серебра - фотография. При использовании растрового способа в ЭВМ под каждый пиксел отводится определенное число бит, называемое битовой глубиной. Каждому цвету соответствует определенный двоичный код (т.е. код из нулей и единиц). Основным недостатком растровой графики является большой объем памяти, требуемый для хранения изображения. Это объясняется тем, что нужно запомнить цвет каждого пиксела, общее число которых может быть очень большим. Например, одна фотография среднего размера в памяти компьютера занимает несколько Мегабайт, т.е. столько же, сколько несколько сотен (а то и тысяч) страниц текста. [15; с.67].
При использовании векторной графики в памяти ЭВМ сохраняется математическое описание каждого графического примитива - геометрического объекта (например, отрезка, окружности, прямоугольника и т.п.), из которых формируется изображение. В частности, для отрисовки окружности достаточно запомнить положение ее центра, радиус, толщину и цвет линии. По этим данным соответствующие программы построят нужную фигуру на экране дисплея. Понятно, что такое описание изображения требует намного меньше памяти (в 10 - 1000 раз) чем в растровой графике, поскольку обходится без запоминания цвета каждой точки рисунка. Основным недостатком векторной графики является невозможность работы с высококачественными изображениями, фотографиями и фильмами. [16; с.49]
Природа избегает прямых линий, правильных окружностей и дуг. К сожалению, именно с их помощью (поскольку эти фигуры можно описать средствами математики, точнее - аналитической геометрии) и формируется изображение при использовании векторной графики. Попробуйте описать с помощью математических формул, картины И.Е. Репина или Рафаэля! (Но не "Черный квадрат" К. Малевича!) Поэтому основной сферой применения векторной графики является отрисовка чертежей, схем, диаграмм и т.п.
Глава 2. Современное состояние ПО ЭВМ
2.1 Анализ состояния ПО
Чтобы описать состояние ПО ЭВМ с начала его создания вернемся к поколениям ЭВМ, так как программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Вспомним I-ое поколение компьютеров. Появилось в связи с массовым вычислением задач связанных с обороной (ядерное оружие и т.п.). Для ввода/вывода и в качестве запоминающего устройства использовались перфоленты. Строки вручную вводились в оперативную память и затем выполнялись. [17; с.38]
В чем заключались проблемы? В случае возникновения ситуаций типа деления на нуль компьютер останавливался. Изменять программу также было очень тяжело, так как машинные коды завязаны на адресацию, следовательно, для того, чтобы редактировать, приходилось сдвигать всю программу. Чтобы не сдвигать, делали безусловный переход на конец программы, затем возвращались обратно.
Что появилось: однопользовательский, персональный режим; зарождение класса сервисных, управляющих программ; зарождение языков программирования.
Компьютеры II-го поколения уже стали более распространенными и начали применяться в более привычных для нас сферах работы: управление предприятиями, сбор информации и т.д. Строились они на новой элементной базе на полупроводниковых приборах - это диоды и транзисторы. Конец 50-х 2-я половина 60-х годов. Размер компьютеров второго поколения на порядки уменьшился по сравнением с компьютерами первого поколения, уменьшилась энергопотребление, уменьшились габариты, увеличилась скорость
Стало возможно создавать более сложные по архитектуре системы. Уменьшились размеры, следовательно, проводники стали короче, следовательно, время работы уменьшилось и тепла стало выделяться меньше.
Нововведения: пакетная обработка заданий; мультипрограммирование; языки управления заданиями; файловые системы; виртуальные устройства.
Проблема III-его поколения заключалась в результате идентичные устройства от разных производителей не взаимозаменялись.
Решение:
1) У третьего поколения все устройства стали унифицироваться.
2) Устройства стали использовать идентичные расходные материалы. Все стало унифицированное (машинная лента, катушка)
Все стало стыковаться за счет унификации аппаратных интерфейсов
создание семейств компьютеров. Раньше программное обеспечение жило столько, сколько компьютер. Программы погибали вместе с компьютерами. Появились задачи, требующие компьютер с вполне определенной архитектурой. Например, для управления больницей - компьютер с большой внешней памятью. Компьютеры стали программно-приемственными снизу вверх. Семейства различались по цене и возможностям. Стала возможной модернизация компьютеров. [18; с.66]
Большее развитие получили операционные системы. Появились первые сильно развитые операционные системы, у которых архитектура и основные компоненты были унифицированы. Одной из первых операционных систем значимых, этапных для всего развития мирового программного обеспечения - было появление операционной системы UNIX. В операционных системах появились простые средства разработки драйверов, появились стандартные интерфейсы организации драйверов.
Основной аппаратной характеристикой компьютеров IV-го поколения является использование интегральных схем большой и сверхбольшой интеграции.
программное обеспечение электронный вычислительный
Развитие элементной базы оно определило с одной стороны потенциальную возможность сфер применения компьютерной техники, с другой стороны потребность создания максимально дружественных интерфейсов между пользователем и вычислительной системой (очень значимо).
Миниатюризации вычислительной техники позволила совершить существенное развитие применения компьютеров, как встраиваемых устройств, используемых для управления теми или иными технологическими и производственными процессами.
Развитие компьютеров IV-го поколения и далее обусловила толчок к развитию сетевых технологий.
Одной из проблем связанным с компьютерами IV-го поколения и последующих является проблема, связанная с обеспечением безопасности хранения и передачи данных. Информация стала товаром и предметом собственности. Следовательно, возникает проблема, связанная с обеспечением безопасности в части минимизации возможности несанкционированного доступа к этой информации.
2.2 Краткая характеристика нынешнего пользовательского программного продукта
Все программы по характеру использования и категориям пользователей можно разделить на два класса:
· утилитарные программы ("программы для себя") предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего утилитарные программы выполняют роль сервиса в технологии обработки данных либо являются программами решения функциональных задач, не предназначенных для широкого распространения;
· программные продукты ("изделия") предназначены для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи. [19; с.74]
В настоящее время существуют и другие варианты легального распространения программных продуктов, которые появились с использованием глобальных или региональных телекоммуникаций:
· freeware - бесплатные программы, свободно распространяемые, поддерживаются самим пользователем, который правомочен вносить в них необходимые изменения;
· shareware - некоммерческие (условно-бесплатные) программы, которые могут использоваться, как правило, бесплатно (при условии регулярного использования подобных продуктов осуществляется взнос определенной суммы).
Ряд производителей использует OEM-программы (Original Equipment Manufacturer), т.е. встроенные программы, устанавливаемые на компьютеры или поставляемые вместе с вычислительной техникой.
Freeware - это те программные продукты и утилиты, которые в основном распространяются и используются без всяких ограничений, исключение здесь составляют ограничения Лицензионного соглашения. Без согласия автора программного продукта freeware-программы запрещается использовать в коммерческих целях. Freeware-программы точно так же попадают под защиту авторского права и других международных законов, как и коммерческие программные продукты. [19; с.63]
Чем же отличается freeware - программа от shareware - программы? Для ответа на этот вопрос нужно сначала выяснить для себя, что это за программы, распространяющиеся как shareware.
Shareware-программы - это те программы, которые возможно попробовать в использовании, но ограниченное время, по истечении которого пользователь должен приобрести полноценную коммерческую версию программы у автора. Сумма и способы оплаты обычно указываются в разделах описания программы или в Помощи к программе. До тех пор, пока программа не будет зарегистрирована, при ее использовании будет выскакивать окно с предложением купить программу и возможностью продолжить работу. Но при этом данное сообщение будет появляться либо каждый раз после запуска программы, либо еще и периодически во время работы с ней. Все способы обойти ограничения программного продукта, распространяющегося под лицензией shareware, кроме приобретения легальной копии программы, являются незаконными, признаются компьютерным пиратством и влекут за собой уголовную или гражданскую ответственность. Вот в этом и состоит отличие freeware от shareware программ.
Использование freeware-программ не подразумевает произведение каких-либо выплат правообладателю или автору данного продукта.
Распространяются freeware-программы обычно в скомпилированном виде (в виде программы или установочного дистрибутива) без исходных кодов.
Freeware-программы имеют и отличия от свободно распространяемого программного обеспечения. Свободно распространяемое программное обеспечение предполагает возможность не только бесплатного использования программного продукта, но и имеет возможность модификации программ, и поставляется оно вместе с исходными кодами (так называемыми сорцами).
Также программы, помимо вышеперечисленных методов распространения, иногда распространяются в некой промежуточной версии. Суть этого метода распространения состоит в том, что параллельно выпускается две версии программы: коммерческая с большим функционалом и бесплатная с урезанными функциями в работе.
2.3 Тенденции развития ПО
Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО - операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась.
Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность).
Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.
Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как, например, программа - электронный собеседник.
На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определённо сложились следующие группы программного обеспечения:
· операционные системы и оболочки;
· системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);
· инструментальные системы;
· интегрированные пакеты программ;
· динамические электронные таблицы;
· системы машинной графики;
· системы управления базами данных (СУБД);
· прикладное программное обеспечение. [20; с.55]
Тенденции развития программного обеспечения. Создание программного обеспечения в последнее время превратилось в важную и мощную сферу промышленности. Его развитие предназначено для широкого круга пользователей, происходит в процессе конкурентной борьбы между фирмами - производителями. При разработке программ, основной задачей фирм-разработчиков является обеспечение их успеха на рынке. Для этого необходимо, чтобы программы обладали следящими качествами: функциональности, то есть полнотой удовлетворения потребностей пользователя; наглядностью, удобным, интуитивно понятным и ривычным пользователю интерфейс; простотой освоения начинающими пользователями, для чего используется информативные подсказки, встроенные справочники и подробная документация; надежности, то есть устойчивостью ее к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д. и разумностью ее действия в этих ситуациях; стандартизацией.
Совместная работа многих производителей программного обеспечения должна вести к стандартизации отдельных элементов интерфейса программ, форматов данных и т.д., что удобно для пользователей. Это реально происходит, так как разработчики программ перенимают друг у друга удачные находки и примеры и стремятся обеспечить совместимость с другими наиболее популярными программами.
В результате использование ниспадающих меню или вид таблицы в табличном процессе приблизительно одинаковы во всех программах, хотя и созданы различными разработчиками.
Удобство пользовательского интерфейса программ является важнейшим фактором, определяющим их приемлемость для пользователей, а значит. и успеха на рынке. Большинство выпускаемых на рынке программ используют достаточно стандартные методы организации интерфейса; ниспадающее меню; панели для выбора, ответа; встроенные диалоговые справочники и т.п.
Все большее количество программ используют графический пользовательский интерфейс, в котором, для упрощения работы пользователя, вместо надписей на экране используются рисунки.
Преобладающими в развитии программного обеспечения являются следующие тенденции: объединение противоречивых свойств, таких как универсализация и специализация. Такой подход позволяет разработчикам удовлетворять потребности большого количества потребностей. Упрощение работы пользователя достигается за счет ужесточения требований к ресурсам ПЭВМ.
Интерфейс пользователя обеспечивается аппаратурными и программными средствами и основан на следующих принципах: общий интерфейс пользователя определяет: стандартный путь подачи команд, одинаковую структуру приложений и инструментарий (выпадающее меню, система подсказок и пр.). Он принят на вооружение компьютерными гигантами Apple, Microsoft и IBM. [18; с.72]
Наличие битовой карты, высокая разрешающая способность, цветной дисплей. Каждый объект, отображаемый на экране, имеет, по крайней мере, два представления: внутреннее и внешнее. Внутреннее представление (не видимое) основано на некоторой модели мира, а внешнее (видимое) выводится на экран и состоит из пикселей. Это пассивное изображение называют битовой картой, так как оно создано из отдельных битов. What You See Is What You Get (WYSIWYG) - что видишь (на экране), то и получаешь (при печати на бумаге).
Прямая манипуляция. Пользователь должен манипулировать " созданным миром" без посредника (прямая манипуляция), не задумываясь о проблемах манипуляции. Например, вставляемая в текст картинка должна ложится именно в то место, которое для нее определенно пользователем. При этом текст должен подвинуться без искажений. Все это уже реализовано, в частности, графический интерфейс пользователя интуитивно понятен.
Заключение
Весь спектр ПО просто неиссякаем. Каждые полчаса в мире появляются все новые и новые программы.
Какие-то из них останутся неизвестными, какие-то получат мировое признание. Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов-одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие ПО, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами производителями.
Помимо этого, создание новых программ влечет за собой развитие новых комплектующих, способных полностью покрыть все требования программы, необходимые для нормального е функционирования.
Программное обеспечение компьютера включает в себя системное ПО, прикладное ПО и системы программирования.
Исторически первым видом ПО стали системы программирования.
Ядро системного ПО - операционные системы, зародились в период второго поколения ЭВМ, но распространение получили, начиная с третьего поколения.
Сервисные программы (утилиты, архиваторы, антивирусные программы) получили распространение на персональных компьютерах.
Прикладное программное обеспечение общего назначения развивалось от внедрения отдельных программ (текстовых редакторов, табличных процессоров, СУБД и пр.) до интегрированных систем - офисных пакетов.
Информационная технология - совокупность массовых способов и приемов накопления, передачи и обработки информации с использованием современных технических и программных средств.
Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) в настоящее время используются в большинстве профессиональных областей, связанных с обработкой информации, в том числе все шире применяются в образовании.
Была изучена литература по данной теме; рассмотрены общие понятия программного обеспечения. Так же история развития элементной базы ЭВМ и принцип программного управления. Изучалось построение и состояние программного обеспечения, способы представления информации в ЭВМ. Было проанализировано состояние ПО на сегодняшний день. Составлена краткую характеристику нынешнего пользовательского программного продукта и определены тенденции развития ПО.
Список литературы
1. А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, Р.А. Сворень. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ." МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 2009
2. А.Г. Гейн, В.Г. Житомирский, Е.В. Линецкий, М.В. Сапир, В.Ф. Шолохович. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ." МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 2008.
3. А.М. Кенин, Н.С. Печенкина. "РАБОТА НА IBM PC." МОСКВА "КНИГА, ЛТД" 2009
4. В.Э. Фигурнов. "IBM PC ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ." САНКТ-ПЕТЕРБУРГ АО "КОРУНА" 2009
5. О.Е. Вершинин. "ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА ИНФОРМАТИКИ." МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 2008
6. Р.В. Дробышевский, А.П. Лифенко. "ПК ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ" ЛЕНИНГРАД ИМА-пресс, АПН 2009
7. Агальцов В.П., Титов В.М. Информатика для экономистов: Учебник. - М.: ИД "ФОРУМ": ИНФРА-М, 2006. - 448 с.
8. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. ред.В.М. Матюшка. - М.: ИНФРА-М, 2007. - 880с.
9. Информатика. Общий курс: Учебник / Под ред.В.И. Колесникова. - М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К?"; Ростов н/Д: Наука-Пресс, 2008. - 400 с.
10. Информатика: Практикум по технологии работы на компьютере / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 256 с.
11. Информатика: Учебник / Под общ. ред.А.Н. Данчула. - М.: Изд-во РАГС, 2004. - 528 с.
12. Соболь Б.В. Информатика: Учебник / Соболь Б.В., Галин А.Б., Панов Ю.В., Рашидова Е.В., Садовой Н.Н. - М.: Ростов н/Д: Феникс, 2005. - 448 с.
13. Цветкова А.В. Информатика и информационные технологии. Учебник. - М.: ДИС 2008.
14. Избачков Ю.С., Петров В.Н. Информационные системы.2-е изд. Учебник. - М.: 2006,15. Могилев А.В., Пак Н.И., Хённер Е.К. Информатика. М.: Академия, 2004
16. Симонович С.В. Информатика. Базовый курс.2-е изд. - СПб.: Питер, 2004
17. Леонтьев В.П. ПК универсальный справочник пользователя Москва 2000.
18. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. изд.5-е С Перетбург, АО Коруна 2008.
19. Каталог Весь компьютерный мир декабрь 2007.
20. Прейскурант ТелеКом Ростов Ростов на Дону, сентябрь 2001.
Приложения
Приложение 1
|
Параметры сравнения |
Поколения ЭВМ |
||||
|
Период времени |
Первое поколение |
Второе поколение |
Третье поколение |
Четвертое поколение |
|
|
1946 - 1959 |
1960 - 1969 |
1970 - 1979 |
с 1980 г. |
||
|
Элементная база (для УУ, АЛУ) |
Электронные (или электрические) лампы |
Полупроводники (транзисторы) |
Интегральные схемы |
Большие интегральные схемы (БИС) |
|
|
Основной тип ЭВМ |
Большие |
Малые (мини) |
Микро |
||
|
Основные устройства ввода |
Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод |
Добавился алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура |
Алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура |
Цветной графический дисплей, сканер, клавиатура |
|
|
Основные устройства вывода |
Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод |
Графопостроитель, принтер |
|||
|
Внешняя память |
Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты |
Добавился магнитный диск |
Перфоленты, магнитный диск |
Магнитные и оптические диски |
|
|
Ключевые решения в ПО |
Универсальные языки программирования, трансляторы |
Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы |
Интерактивные операционные системы, структурированные языки программирования |
Дружественность ПО, сетевые операционные системы |
|
|
Режим работы ЭВМ |
Однопрограммный |
Пакетный |
Разделения времени |
Персональная работа и сетевая обработка данных |
|
|
Цель использования ЭВМ |
Научно-технические расчеты |
Технические и экономические расчеты |
Управление и экономические расчеты |
Телекоммуникации, информационное обслуживание |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методы и единицы измерения количества и объема информации. Общее понятие, виды, классификация программного обеспечения. Классическая архитектура электронной вычислительной машины. Основополагающие принципы логического устройства компьютера Фон Неймана.
реферат [272,3 K], добавлен 16.02.2014Цели и задачи программной инженерии. Понятие программного обеспечения. Шесть принципов эффективного использования программного обеспечения. Виды программного обеспечения: общесистемное, сетевое и прикладное. Принципы построения программного обеспечения.
курсовая работа [30,4 K], добавлен 29.06.2010Понятие программного обеспечения, вопросы его разработки и использования. Общая характеристика системного программного обеспечения и работа операционной системы. Специфика процесса управления разработкой программного обеспечения и его особенности.
курсовая работа [636,2 K], добавлен 23.08.2011Анализ локально-вычислительной сети компании. Выбор общего программного обеспечения, обеспечения для инженерного отдела, бухгалтерии, сервера. Состав программного обеспечения вычислительной системы и его конфигурация. Сетевые операционные системы.
курсовая работа [405,4 K], добавлен 08.02.2016Схемы взаимодействия между заказчиком и разработчиком программного обеспечения. Качество программного обеспечения и определение основных критериев его оценка на современном этапе, особенности управления на стадиях жизненного цикла, анализ достаточности.
презентация [114,7 K], добавлен 14.08.2013Изучение основных видов угроз программного обеспечения. Выявление наиболее эффективных средств и методов защиты программного обеспечения. Анализ их достоинств и недостатков. Описания особенностей лицензирования и патентования программного обеспечения.
курсовая работа [67,9 K], добавлен 29.05.2013Несоответствие процессов разработки программного обеспечения международным стандартам. Фазы, развитие вычислительной инфраструктуры. История развития компьютерных систем. Этапы разработки программ и их тестирование. Ошибки в программном обеспечении.
реферат [176,2 K], добавлен 27.08.2009Исследование объектно-ориентированного подхода к проектированию программного обеспечения будильника. Модель программного обеспечения. Взаимодействие между пользователями и системой. Диаграммы и генерация программного кода при помощи средств Rational Rose.
курсовая работа [355,8 K], добавлен 26.09.2014Тестирование и отладка программного обеспечения: понятие, принципы, этапы, цели и задачи. Тестирование методом сандвича как компромисс между восходящим и нисходящим подходами. Сущность метода "белого и черного ящика", отладки программного обеспечения.
курсовая работа [36,9 K], добавлен 21.07.2012Проблема надежности программного обеспечения, ее показатели и факторы обеспечения. Методы контроля процесса разработки программ и документации, предупреждение ошибок. Этапы процесса отладки ПО, приемы структурного программирования и принцип модульности.
презентация [379,5 K], добавлен 30.04.2014Современные инструменты разработки программного обеспечения для СУТП. Универсальные языки программирования и сравнение их со SCADA-системами. Разработка программного обеспечения с использованием многоканальных измерительных преобразователей Ш9327.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 13.07.2011Использование моделирования в программной инженерии в процессе разработки программного обеспечения. Основные этапы процесса разработки программного обеспечения, их характеристика. Моделирование процессов, их определение фазами и видами деятельности.
реферат [2,2 M], добавлен 25.12.2017Понятие локализации программного обеспечения как процесса его адаптации к культуре какой-либо страны. Перевод пользовательского интерфейса, документации и сопутствующих файлов программного обеспечения. Инструментарий для локализации. Языковые теги и коды.
презентация [243,7 K], добавлен 07.10.2013Понятие и ключевое отличие распределенной разработки программного обеспечения, его достоинства и недостатки. Концептуальное решение и выбор типа разработки. Особенности программного обеспечения с открытым исходным кодом. Идея и развитие Open Source.
курсовая работа [97,7 K], добавлен 14.12.2012Порядок проектирования и разработки базы данных и программного обеспечения. Информация о структуре базы данных, созданных таблицах, формах, отчетах, запросах, хранимой информации. Логическая и концептуальная модели данных; выбор программного обеспечения.
курсовая работа [906,6 K], добавлен 20.01.2010Функционально-модульная структура программного обеспечения контроллера домофона. Электронная схема электронного замка, модуля микрофона и динамика. Выбор комбинированного источника питания. Разработка программного модуля. Программа управления домофоном.
курсовая работа [484,7 K], добавлен 29.03.2017Составление списка закупок активного и пассивного сетевого оборудования, программного обеспечения, их установки. Расчет затрат, количества дней на установку сетевого оборудования и настройку программного обеспечения. Описание базы данных в программе 1С.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 01.05.2015Microsoft Corporation как одна из крупнейших транснациональных компаний по производству программного обеспечения. Рейтинг производителей программного обеспечения, составленный по степени популярности среди пользователей всего мира. Выручка корпорации.
реферат [21,6 K], добавлен 22.01.2013Анализ существующего программного обеспечения. Этапы создания проекта. Концептуальное, логическое и физическое проектирование базы данных. Структура программного продукта. Руководство программиста и оператора. Тестирование программного продукта.
курсовая работа [586,4 K], добавлен 26.06.2015Устройство соединения сегментов сети. Выбор необходимого программного обеспечения на современном предприятии. Расчет стоимости оборудования. Выбор принтеров для необходимого программного обеспечения. Структура базового технического обеспечения компании.
презентация [492,4 K], добавлен 02.08.2015
