Программное обеспечение, его классификация. Системное и прикладное по. Ппп.

Жизненный цикл программных средств. Стандартизация ЖЦ.

Под жизненным циклом ПС понимают весь период его разработки и эксплуатации (использования), начиная от момента возникновения замысла ПС и кончая прекращением всех видов его использования. Жизненный цикл включает все процессы создания и использования ПС (software process).

Различают следующие стадии жизненного цикла ПС: разработку ПС, производство программных изделий (ПИ) и эксплуатацию ПС.

Стадия разработки (development) ПС состоит из этапа его внешнего описания, этапа конструирования ПС, этапа кодирования (программирование в узком смысле) ПС и этапа аттестации ПС. Всем этим этапам сопутствуют процессы документирования и управление (management) разработкой ПС. Этапы конструирования и кодирования часто перекрываются, иногда довольно сильно. Это означает, что кодирование некоторых частей программного средства может быть начато до завершения этапа конструирования.

Внешнее описание (Requirements document) ПС является описанием его поведения с точки зрения внешнего по отношению к нему наблюдателю с фиксацией требований относительно его качества. Внешнее описание ПС начинается с определения требований к ПС со стороны пользователей (заказчика).

Конструирование (design) ПС охватывает процессы: разработку архитектуры ПС, разработку структур программ ПС и их детальную спецификацию.

Кодирование (coding) — создание текстов программ на языках программирования, их отладку с тестированием ПС.

На этапе аттестации ПС производится оценка качества ПС, после успешного завершения, которого разработка ПС считается законченной.

Программное изделие (ПИ) — экземпляр или копия, снятая с разработанного ПС.

Изготовление ПИ — это процесс генерации и/или воспроизведения (снятия копии) программ и программных документов ПС с целью их поставки пользователю для применения по назначению. Производство ПИ — это совокупность работ по обеспечению изготовления требуемого количества ПИ в установленные сроки [1]. Стадия производства ПС в жизненном цикле ПС является, по существу, вырожденной (несущественной), так как представляет рутинную работу, которая может быть выполнена автоматически и без ошибок. Этим она принципиально отличается от стадии производства различной техники. В связи с этим в литературе эту стадию, как правило, не включают в жизненный цикл ПС.

Стадия эксплуатации ПС охватывает процессы хранения, внедрения и сопровождения ПС, а также транспортировки и применения (operation) ПИ по своему назначению. Она состоит из двух параллельно проходящих фаз: фазы применения ПС и фазы сопровождения ПС [4, 5].

Применение (operation) ПС — это использование ПС для решения практических задач на компьютере путем выполнения ее программ.

Сопровождение (maintenance) ПС — это процесс сбора информации о его качестве в эксплуатации, устранения обнаруженных в нем ошибок, его доработки и модификации, а также извещения пользователей о внесенных в него изменениях.

Стандарты жизненного цикла ПО

· ГОСТ 34.601-90

· ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств)

Стандарт ГОСТ 34.601-90

Стандарт ГОСТ 34.601-90 предусматривает следующие стадии и этапы создания автоматизированной системы:

1. Формирование требований к АС

1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС

2. Формирование требований пользователя к АС

3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС

Разработка концепции АС

1. Изучение объекта

2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ

3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей

4. Оформление отчета о проделанной работе

3. Техническое задание

1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС

Эскизный проект

1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям

2. Разработка документации на АС и ее части

Технический проект

1. Разработка проектных решений по системе и ее частям

2. Разработка документации на АС и ее части

3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий

4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта

Рабочая документация

1. Разработка рабочей документации на АС и ее части

2. Разработка и адаптация программ

Ввод в действие

1. Подготовка объекта автоматизации

2. Подготовка персонала

3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)

4. Строительно-монтажные работы

5. Пусконаладочные работы

6. Проведение предварительных испытаний

7. Проведение опытной эксплуатации

8. Проведение приемочных испытаний

Сопровождение АС.

1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами

2. Послегарантийное обслуживание

Эскизный, технический проекты и рабочая документация — это последовательное построение все более точных проектных решений. Допускается исключать стадию «Эскизный проект» и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» в «Технорабочий проект», параллельно выполнять различные этапы и работы, включать дополнительные.

Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии РФ 01.03.2012 г. взамен ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 принят стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 «Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств», идентичный международному стандарту ISO/IEC 12207:2008

Данный стандарт, используя устоявшуюся терминологию, устанавливает общую структуру процессов жизненного цикла программных средств, на которую можно ориентироваться в программной индустрии. Стандарт определяет процессы, виды деятельности и задачи, которые используются при приобретении программного продукта или услуги, а также при поставке, разработке, применении по назначению, сопровождении и прекращении применения программных продуктов.

Модели жизненного цикла ПС.

Модели жизненного цикла программных средств

Модель жизненного цикла: структура, состоящая из процес­сов, работ и задач, включающих в себя разработку, эксплуата­цию и сопровождение программного продукта, охватывающая жизнь системы от установления требований к ней до прекраще­ния ее использования.

К настоящему времени наибольшее распространение получи­ли следующие основные модели ЖЦ:

• каскадная модель (70-80-е годы 20 века);

• спиральная модель (80-90-е годы 20 века).

Для каскадной модели характерно разбиение всей разработки на эта­пы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис. 2.19). Каждый этап завершается выпуском полно­го комплекта документации, достаточной для того, чтобы разра­ботка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

Рис. 2.19. Каскадная схема разработки программного средства

Положительные стороны применения каскадного подхода зак­лючаются в следующем:

• на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласован­ности;

• выполняемые в логичной последовательности этапы работ по­зволяют планировать сроки завершения всех работ и соответ­ствующие затраты.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при постро­ении ИС, для которых в самом начале разработки можно доста­точно точно и полно сформулировать все требования, с тем что­бы предоставить разработчикам свободу реализовать их как мож­но лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и дру­гие подобные задачи. Однако в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания ПС никогда полнос­тью не укладывался в такую жесткую схему. В процессе создания ПС постоянно возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ПС принимал следую­щий вид (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Схема реального процесса разработки ПС по каскадной схеме

Основным недостатком каскадного подхода является существен­ное запаздывание с получением результатов. Согласование резуль­татов с пользователями производится только в точках, планируе­мых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС «за­морожены» в виде технического задания на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания толь­ко после того, как работа над системой будет полностью заверше­на. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ПС пользователи получа­ют систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.

Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель ЖЦ (рис. 2.21), делающая упор на начальные папы ЖЦ: анализ и проектирование. На этих этапах реализуе­мость технических решений проверяется путем создания прото­типов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмен­та или версии ПС, на нем уточняются цели и характеристики про­екта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Рис. 2.21. Схема спиральной модели жизненного цикла

Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итера­тивном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача — как можно быстрее показать пользователям системы работоспособ­ный продукт, тем самым, активизируя процесс уточнения и до­полнения требований.

Основная проблема спирального цикла — определение мо­мента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляет­ся на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Протоколы сети Интернет.

Протокол - это совокупность правил, в соответствии с которыми происходит передача информации через сеть.

Основные протоколы используемые в работе Интернет:

· TCP/IP Протокол управления передачей / Протокол Internet

· POP3 Протокол почтовой службы 3

· SMTP Протокол простой почтовой передачи

· FTP Протокол передачи файлов

· HTTP Протокол передачи гипертекста

· IMAP Протокол доступа к электронной почте Интернета

· WAIS протокол поиска информации в базах данных

· Gorpher протокол уровня приложения

· WAP протокол доступа к службам Internet пользователям беспроводных устройств

Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Название TCP/IP происходит из двух наиважнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Протокол TCP определяет, каким образом передаваемые по сети данные разделяются на части - пакеты и распространяются в Internet. TCP нумерует каждую часть, чтобы позже восстановить порядок. Протокол IP используется для адресации компьютеров в сети. В каждом пакете передаваемом по сети указан адрес компьютера. Этот адрес должен быть уникальным и называется IP-адресом (Internet Pointer).

Протокол POP3

Протокол POP3 (Post Office Protocol 3 - Протокол почтовой службы 3) обеспечивает получение электронного сообщения адресатом. В соответствии с ним почта принимается сервером и накапливается на нем. Программа — почтовый клиент — периодически проверяет почту на сервере и загружает сообщения на локальный компьютер.

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - Протокол простой почтовой передачи) обеспечивает отправление электронного сообщения. Вследствие некоторой функциональной ограниченности (разработан он был достаточно давно) SMTP не способен накапливать сообщения на стороне получателя. Поэтому при получении почты необходим еще один из почтовых протоколов - протокол POP3.

Протокол FTP

Протокол FTP (File Transfer Protocol - Протокол передачи файлов) позволяет передавать файлы клиентам сети. Суть процесса коммуникации с использованием протокола FTP состоит в следующем. Существует некий компьютер, который выполняет роль FTP-cepвepa. Когда нужно загрузить файл из сети по протоколу FTP, необхоимо пользоваться программой, которая является FTP-клиентом. Эта программа посылает запрос FTP-серверу, который либо выполняет его (в этом случае вы видите, например, окно с индикатором процесса загрузки файла), либо отказывается и возвращает сообщение об ошибке (например, из-за чрезмерной загруженности сервера). Если FTP-клиенту удается начать процесс соединения с FTP-сервером, он должен сообщить последнему имя пользователя (login или logon) и пароль (password). Эти обязательные параметры соединения позволяют владельцу сервера быть уверенным в том, что доступ к файлам, расположенным там, имеет не кто попало, а лишь те, кому они предназначены.

Протокол HTTP

Протокол HTTP (Hipertext Transfer Protocol - Протокол передачи гипертекста) предназначен для передачи гипертекстов. Гипертекст это текст, содержащий специальные элементы, при обращении к которым выполняется непосредственный переход в другой текст. Эти элементы называются гиперссылками. В настоящее время HTTP наиболее популярный протокол Internet, т.к. обеспечивает простую и эффективную навигацию в сети. Поэтому сегмент Internet, использующий данный протокол называют World Wide Web (Всемирная паутина) или сокращенно WWW.

Протокол IMAP

IMAP (Internet Message Access Protocol — «Протокол доступа к электронной почте Интернета») Аналогично POP3, служит для работы с входящими письмами, однако обеспечивает дополнительные функции, в частности, возможность поиска по ключевому слову без сохранения почты в локальной памяти. IMAP предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном серевере.

Протокол WAIS

WAIS Этот протокол был разработан для поиска информации в базах данных. Информационная система WAIS представляет собой распределенную базу данных, где отдельные базы данных хранятся на разных серверах. Сведения об их содержании и расположении хранятся в специальной базе данных — каталоге серверов. Просмотр информационных ресурсов осуществляется с помощью программы — клиента WAIS. Поиск информации ведется по ключевым словам, которые задает пользователь. Эти слова вводятся для определенной базы данных, и система находит все соответствующие им фрагменты текста на всех серверах, где располагаются данные этой базы. Результат представляется в виде списка ссылок на документы с указанием того, насколько часто встречается в данном документе искомое слово и все искомые слова в совокупности

Протокол Gopher.

Протокол Gopher — протокол уровня приложения, разработанный в 1991 году. До повсеместного распространения гипертекстовой системы World Wide Web Gopher использовался для извлечения информации (в основном текстовой) иерархической файловой структуры. Gopher был провозвестником WWW

Архитектура банка данных.

Архитектура банка данных представляет собой язык внешнего уровня, с которым работает пользователь при подготовке исходных текстов ПП или формулировке запросов.

Банк данных (БнД) - это система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных

Архитектура представлена тремя уровнями: внутренним, концептуальным и внешним.

Внутренний уровень учитывает методы доступа операционной системы для манипулирования данными на физическом уровне, что в некоторой степени снижает независимость операций обработки данных от технических средств,.

Внешний уровень является уровнем пользователей СУБД, т.к. он является уровнем восприятия каждого пользователя. В принципе для каждого пользователя создается свой внешний уровень (схема - модель с соответствующим языком описания данных). Типичным воплощением внешнего уровня является использование представлений (VIEW) в языке SQL

Концептуальный уровень является является общим глобальным описанием предметной области в терминах (концептах) конкретной СУБД. Важно отметить, что концептуальный уровень исполняет роль некоторого стандарта пользователей, согласуя их представление о предметной области в единое целое.

Внешняя модель состоит из различных экземпляров различных типов внешних записей (логических), причем такие записи могут не совпадать с хранимыми записями. Пользователь через рабочую область оперирует с базой данных на уровне внешних записей, например, по оператору SELECT [30] языка манипулирования данными будет происходить выборка внешней записи, а не экземпляра хранимой записи. Каждая внешняя модель задается (описывается) посредством внешней схемы, которая в основном состоит из описаний всех типов внешних записей этой внешней модели, например: запись о студенте. Помимо этого описания, должно быть определено отображение, связывающее внешнюю схему с концептуальной схемой.

Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов концептуальных записей, разрешенных к использованию в конкретной СУБД. обычно экземпляр записи концептуальной модели представляет собой объект или связь между объектами

Низшим уровнем архитектуры банка данных является внутренний уровень или уровень хранимых записей. Внутренняя модель описывается посредством внутренней схемы, которая не только определяет различные типы хранимых записей, но и определяет, каким образом эти хранимые записи организованы (последовательно, с использованием хеш функций, B-деревьев и т.п.

Программное обеспечение, его классификация. Системное и прикладное ПО. ППП.

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя. Различают системное и прикладное ПО.

Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д). Базовое ПО включает в себя: операционные системы; оболочки; сетевые операционные системы.

Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты): диагностики; антивирусные; обслуживания носителей; архивирования; обслуживания сети.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя: текстовые процессоры; табличные процессоры; базы данных; интегрированные пакеты; системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры); экспертные системы; обучающие программы; программы математических расчетов, моделирования и анализа; игры; коммуникационные программы.

Рассмотрим наиболее часто встречающееся прикладное ПО.

Редакторы документов – это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Редакторы документов позволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы, автоматически переносят слова на новую строку, позволяют делать сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т.д. Представители редакторов документов – программы Microsoft Word, Wordpad.

Табличные процессоры. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по именующимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют вычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблицах различные графики и т.д. Представители семейства табличных процессоров Microsoft Excel, Quatro Pro.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создание надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров. Представители графических редакторов – программы Adobe Photoshop,Corel Draw.

Правовые базы данных содержат тексты нормативных документов и предоставляют возможности справки, контекстного поиска, распечатки и т.д. Представители правовых баз данных – пакеты Гарант и Консультант+.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера. Среди систем малого и среднего класса в мире наиболее популярна система AutoCad фирмыAutoDesk. Отечественный пакет с аналогичными функциями – Компас.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами - базами данных. Программные системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере массивы информации, обеспечивают ввод, поиск, сортировку выборку записей, составление отчетов и т.д. Представители данного класса программ – Microsoft Access, Clipper, Paradox.

Интегрированные системы сочетают в себе возможность системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работе с ними. Представители интегрированных систем – пакет Microsoft Office и его бесплатный аналог Open Office.

Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за несовместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Наиболее распространены системы 1C: Предприятие иИнфо-бухгалтер.

Вспомогательные программы (утилиты) обычно предназначены не для решения конкретных пользовательских задач, а для обслуживания и повышения эффективности вычислительной системы. Кратко остановимся на основных видах вспомогательных программ.

Программы-архиваторы позволяют за счет применения специальных алгоритмов упаковки информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ-архиваторов очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее их хранить, предварительно сжав программами-архиваторами. Представители данных программ –WinRar и WinZip.

Программы для создания резервных копий информации позволяют периодически копировать важную информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дополнительные носители. Представители программ резервного копирования – APBackUp, Acronis True Image.

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусом. Представители антивирусного семейства программ – Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus.

Коммуникационные программы предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов. Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения. Представители коммуникационных программ – Venta Fax, Cute FTP.

Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т. д.), проверить работоспособность устройств компьютера, оценить его производительность. Представители программ диагностики компьютеров – Sisoft Sandra, Norton System Information.

Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска и т.д., за счет чего уменьшается число перемещений головок диска (т.е. ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска. Представители программ для оптимизации дисков - Norton Disk Doctor, Microsoft Scandisk.

Программы для печати экрана бывают весьма полезны при использовании графических программ для вывода на печать содержимого экрана, так как отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы. Представители программ для печати экрана – SnagIt, HyperSnap-DX.

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы. Работа на компьютере фактически является работой с его операционной системой. При установке на компьютер только операционной системы (ОС) ничего содержательного на компьютере также сделать не удастся. Для ввода и оформления текстов, рисования графиков, расчёта зарплаты или прослушивания лазерного диска нужны специальные прикладные программы. Но и без ОС ни одну прикладную программу запустить невозможно.

Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории:

· во-первых, управление всеми ресурсами компьютера;

· во-вторых, обмен данными между устройствами компьютера, между компьютером и человеком.

Кроме того, именно ОС обеспечивает возможность индивидуальной настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы именно с этими компонентами.

Ещё не так давно работы по настройке приходилось выполнять пользователю вручную, а сегодня производители компонентов компьютерной техники разработали протокол plug-and-play (включил - заработало). Этот протокол позволяет операционной системе в момент подключения нового компонента получить информацию о новом устройстве, достаточную для настройки ОС на работу с ним.

Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам. В частности, ОС бывают:

· однозадачные и многозадачные;

· однопользовательские и многопользовательские;

· сетевые и несетевые.

Кроме того, операционная система может иметь командный или графический многооконный интерфейс (или оба сразу).