Программные средства информационных технологий

Программные средства информационных технологий можно разделить на две большие группы: базовые и прикладные.

Базовые программные средства относятся к инструментальной страте информационных технологий и включают в себя:

- операционные системы (ОС);

- языки программирования;

- программные среды;

- системы управления базами данных (СУБД).

Прикладные программные средства предназначены для реше­ния комплекса задач или отдельных задач в различных предметных областях.

ОС предназначены для управления ресурсами ЭВМ и процесса­ми, использующими эти ресурсы. В настоящее время существуют две основные линии развития ОС: Windows и Unix.

Большинство алгоритмических языков программирования (Си, Паскаль) созданы на рубеже 60-х и 70-х годов. За прошедший период времени периодически появлялись новые языки программирования, однако на практике они не полу­чили широкого и продолжительного распространения. Другим на­правлением в эволюции современных языков программирования были попытки создания универсальных языков (Алгол, PL/1, Ада), объединявших в себе достоинства ранее разработанных.

Появление ПК и ОС с графическим интерфейсом (Маc OS, Windows) привело к смещению внимания разработчиков программного обеспечения в сферу визуального или объектно-ориентированного про­граммирования, сетевых протоколов, баз данных. Это привело к тому, что в настоящее время в качестве инструментальной среды используется конкретная среда программирования (Delphi, Ассеss и др.) и знания ба­зового языка программирования не требуется. Поэтому можно считать, что круг используемых языков программирования стабилизировался.

Анализ синтаксиса и семантики языков программирования по­казывает, что их родственные конструкции различаются главным образом «внешним видом» (набором ключевых слов или порядком следования компонентов). Содержимое практически идентично, за исключением небольших различий, не имеющих существенного значения.

Язык — это система записи, набор правил, определяющих син­таксис и семантику программы. Реализация языка — это програм­ма, которая преобразует запись высокого уровня в последователь­ность машинных команд. Существуют два способа реализации язы­ка: компиляция и интерпретация. При компиляции специальная рабочая программа (компиля­тор) осуществляет перевод рабочей программы в эквивалентную на машинном коде и в дальнейшем ее выполнение совместно с дан­ными. В методе интерпретации специальная программа (интерпре­татор) устанавливает соответствие между языком и машинными кодами, применяя команды к данным.

Cоздание универсального компилятора возмож­но двумя путями: 1. Использование общих конструкций, исключение специфических конструкций языков. Это приведет к «обеднению» всех языков программирования. 2. Использование всех имеющихся конструкций. Такой подход приведет к значительному расширению семантической базы и использованию дополнительных ресурсов.

Программные среды реализуют отдельные задачи и операции информационных технологий. К их числу относятся:

1. Текстовые процессоры 2. Электронные таблицы:

Вопрос№26

Технические средства информационных технологий

Основу технического обеспечения информационных техноло­гий составляют компьютеры. Первоначально компьютеры были созданы для реализации большого объема вычислений, представляющих длин­ные цепочки итераций. Главным требованием при этом были вы­сокая точность и минимальное время вычислений. Такие процессы характерны для числовой обработки.

По мере внедрения ЭВМ, их эволюционного развития, в част­ности, создания персональных компьютеров, стали возникать дру­гие области применения, например, об­работка экономической информации, создание информацион­но-справочных систем, автоматизация учрежденческой деятельно­сти и т.п. В данном случае не требовались высокая точность и большой объем вычислений, однако объем обрабатываемой инфор­мации мог достигать миллионов и миллиардов записей. При этом требовалось не только обработать информацию, а предварительно ее найти и организовать соответствующую процедуру вывода.

ЭВМ классической (фоннеймановской) архитектуры состоит из пяти основных функциональных блоков

- запоминающего устройства (ЗУ);

- устройства управления;

- устройств управления и арифметически-логического устрой­ства, рассматриваемых вместе и называемых центральным процес­сором; • устройства ввода; • устройства вывода.

В фоннеймановской архитектуре для обработки огромного объ­ема информации (миллиарды байт) используется один процессор. Связь с данными осуществляется через канал обмена. Ограничения пропускной способности канала и возможностей обработки в цен­тральном процессоре приводят к тупиковой ситуации при нечисло­вой обработке в случае увеличения объемов информации. Для вы­хода из тупика было предложено два основных изменения в архи­тектуре ЭВМ:

- использование параллельных процессоров и организация па­раллельной обработки;

- распределенная логика, приближающая процессор к данным и устраняющая их постоянную передачу.

Другой недостаток фоннеймановской архитектуры связан с ор­ганизацией процесса обращения к ЗУ, осуществляемого путем ука­зания адреса для выборки требуемого объекта из памяти. Это при­емлемо для числовой обработки, но при нечисловой обработке об­ращение должно осуществляться по содержанию (ассоциативная адресация). Поскольку для нечисловой обработки в основном ис­пользуется та же архитектура, необходимо было найти способ орга­низации ассоциативного доступа. Он осуществляется путем созда­ния специальных таблиц (справочников) для перевода ассоциатив­ного запроса в соответствующий адрес.

Для преодоления ограничений организации памяти были пред­ложены ассоциативные запоминающие устройства.

ЭВМ для нечисловой обработки должна удов­летворять следующим требованиям: ассоциативность, параллелизм, обработка в памяти. На более высоком уровне к архи­тектуре предъявляются следующие требования:

- перестраиваемость параллельных процессоров и запоминаю­щих устройств;

- сложные топологии соединений между процессорами;

- мультипроцессорная организация, направленная на распреде­ление функций.

Такие ограничения и требования были реализо­ваны в машинах баз данных

Классификация архи­тектур ЭВМ:

Методические средства информационных технологий. Классификация стандартов. Перечислите основные стандарты в области разработки информационных технологий, их характеристики и другие методические материалы.

    Для большинства технологий характерной чертой их развития является стандартизация и унификация.

Стандартизация — нахождение решений для повторяющихся задач и достижение оптимальной степени упорядоченности.

Унификация — относительное сокращение разнообразия эле­ментов по сравнению с разнообразием систем, в которых они ис­пользуются.

Главная задача стандартизации в облас­ти ИТ — создание системы нормативно-справочной документации, оп­ределяющей требования к разработке, внедрению и использованию всех компонентов информационных технологий.

Многообразные стандарты и подобные им методические мате­риалы упорядочим по следующим признакам:

1. По утверждающему органу:

- официальные международные стандарты;

- официальные национальные стандарты;

- национальные ведомственные стандарты;

- стандарты международных комитетов и объединений;

- стандарты фирм-разработчиков;

2. По предметной области стандартизации:

- функциональные стандарты (стандарты на языки програм­мирования, интерфейсы, протоколы, кодирование, шифрование).

- стандарты на фазы развития (жизненного цикла) информаци­онных систем (стандарты на проектирование, материализацию, эксплуатацию, сопровождение и др.).

В качестве примера рассмотрим ряд стандартов различного уровня.

Международный стандарт ISO/OSI разработан международной организацией по стандартизации, предназначен для использования в области се­тевого информационного обмена, представляет эталонную семи­уровневую модель, известную как модель OSI. Первоначально усилия были направлены на разработку структуры (модели) протоколов связи цифровых устройств. Основная идея была связана с разбие­нием функций протокола на семь различных категорий (уровней), каждый из которых связан с одним более высоким и с одним более низким уровнем (за исключением самого верхнего и самого нижне­го). Идея семиуровневого открытого соединения состоит в реализации «модели», в рамках которой могут быть использованы уже имеющиеся различные протоколы. В последнее время достигнут значительный прогресс в реализации различных типов прото­колов, о чем говорит успешное функционирование многих сетей передачи данных, например, Интернета.

Международный стандарт ISO/IEC— базо­вый стандарт процессов жизненного цикла программного обеспе­чения, ориентированный на различные его виды, а также типы информационных систем, куда программное обеспечение входит как составная часть..

Основные процессы программного обеспечения:

- процесс приобретения;

- процесс поставки, регламентирующий действия поставщика,

- процесс разработки;

- процесс функционирования, определяющий действия опера­тора;

- процесс сопровождения.