Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем.pdf

Служебный уровень - Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Прикладной уровень - Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк — от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности. К примеру, можно выделить следующие виды прикладного ПО:

Текстовые редакторы – ввод и редактирование текстовых данных.

Текстовые процессоры – позволяют форматировать (оформлять) текст.

Графические редакторы – создание и обработка графических изображений. Бывают растровые, векторные и 3D-редакторы.

Системы управления базами данных – создание, заполнение, доступ к данным, а также поиск и фильтрация данных.

Электронные таблицы – для хранения и обработки числовых данных.

Системы автоматизированного проектирования – для автоматизации проектно-конструкторских работ.

Настольные издательские системы – для автоматизации процесса верстки полиграфических изданий.

Экспертные системы – для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя.

Web-редакторы – для создания и редактирования Web-страниц Интернета.

---

Браузеры – для просмотра Web-документов.

Интегрированные системы делопроизводства – для автоматизации рабочего места руководителя.

Финансовые аналитические системы – используются в банковских и биржевых структурах.

Геоинформационные системы – для автоматизации картографических и геодезических работ.

Поскольку между прикладным программным обеспечением и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек — программа — оборудование.

Программное обеспечение является самой важнейшей составляющей любой информационной системы. В нынешнее время присутствует просто огромнейшее количество программ и различных приложений, благодаря которым удаётся реализовать различные информационные процессы. Все они смогут удовлетворить информационные потребности того либо иного пользователя.

В целом информационное программное обеспечение представляет собой программы, функцией которых является решение определённых задач. Ни одна, даже идеально разработанная, система не сможет функционировать без ПО. Обусловлено это тем, что смысл её будет потерян. Опираясь на то, какие предъявляются требования, отличается и программное обеспечение информационных систем. Благодаря наличию программ-трансляторов и прикладных программ удаётся осуществлять перевод с языка высокого уровня на машинный язык.

Программное обеспечение вычислительных систем является очень важной составляющей любой ИС. Обусловлено это тем, что оно играет основную роль при введении в эксплуатацию самой информационной системы, а также помогает осуществлять различные манипуляции с базами данных и файлами.

Самое большое развитие в России получили программные продукты анализа финансовых результатов, а также оценки финансового состояния самой компании. Обусловлено это востребованностью в нынешнее время для решения различных задач финансового анализа. Руководству организаций очень часто приходится предоставлять данные, связанные с оценкой финансового состояния, аудиторам, которые оценивают бухгалтерскую отчётность. Относятся сюда и финансово-кредитные компании, учредители и потенциальные инвесторы. Именно поэтому очень важным тут является применение специального программного обеспечения.

---

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение – программы и комплексы программ, являющиеся общими для всех, кто совместно использует технические средства компьютера, и применяемые как для автоматизации создания новых программ, так и для организации выполнения программ существующих. С этих позиций системное ПО может быть разделено на следующие пять групп: операционные системы, системы управления файлами, интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды, системы программирования, утилиты.

Под операционной системой обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой из компонентов прикладного ПО обязательно работает под управлением ОС. Основными функциями, которые выполняет ОС являются следующие:

прием от пользователя заданий или команд;

прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;

загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

инициация программы (передача ей управления для исполнения процессором этой программы);

идентификация всех программ и данных;

обеспечение работы систем управлений файлами;

обеспечение режима мультипрограммирования (выполнение двух или более программ на одном процессоре);

обеспечение функций по организации и управлению операциями ввода/вывода;

удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени;

распределение реальной памяти и организация виртуальной памяти;

планирование и диспетчеризация задач, в соответствии с заданными стратегиями и дисциплинами обслуживания;

организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

обеспечение работы систем программирования.

Назначение системы управления файлами – организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Как правило, все современные ОС имеют в своем составе эту систему. Выделение ее в отдельную категорию обусловлено тем, что ряд ОС могут работать с несколькими файловыми системами. В этом случае говорят о монтируемых файловых системах, в этом смысле они самостоятельны.

---

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки. Их основное назначение – либо расширить возможности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. Ряд ОС могут организовать выполнение программ, созданных для других ОС. К этому же классу системного ПО можно отнести и эмуляторы, позволяющие смоделировать в одной ОС какую-либо другую машину или ОС. Известна система эмуляции VMWARE, которая позволяет запустить в среде Linux любую другую ОС, например, Windows.

Система программирования предназначена для автоматизации создания новых программ. Она содержит транслятор с соответствующего языка, библиотеки подпрограмм, редакторы, компоновщики и отладчики. Любая система программирования может только работать в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.

Под утилитами понимают специальные системные программы, с помощью которых можно как обслуживать саму ОС, так и подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование данных, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе и производить некоторые другие работы, связанные обслуживанием вычислительной системы.

Информационное обеспечение

Информационное обеспечение включает в себя все виды специально организованной информации, представленной в форме воспринимаемой техническими средствами компьютерной информационной системы управления. По содержанию информационное обеспечение являет собой совокупность сведений, представленных формализованно и используемых при решении задач в управлении.

Основной формой организации информации на машинных носителях является база данных (БД) под управлением системы управления базой данных (СУБД). Как правило, БД является интегрированным представлением данных многоцелевого использования, хранит данные, которые обеспечивают решение комплекса взаимосвязанных задач. В отдельных случаях используются «изолированные» массивы информации на машинных носителях, которые создаются и обслуживаются вне СУБД в прикладных программах. СУБД предоставляет интерфейс для работы пользователя с БД. Все операции с данными БД выполняет СУБД (объявление структуры базы данных, ввод, поиск, корректировка, удаление данных). БД может быть централизованной (храниться в одном компьютере) или распределенной в сети (храниться в нескольких компьютерах).

---

Под базой данных понимается специальным образом организованное хранение информационных ресурсов (совокупность файлов) в виде интегрированной системы, обеспечивающей удобное взаимодействие между ними и быстрый доступ к данным. Интеллектуальной оболочкой их полезного прочтения (совокупность моделей, правил и факторов, порождающих анализ и выводы для нахождения решений сложных задач) являются базы знаний. Программные средства, обрабатывающие базы данных, – системы управления базами данных (СУБД), образуют инструмент автоматизированного исполнения задач управления для информационного обслуживания хозяйственной деятельности.

Базы данных в качестве исходного материала для оказания практически всех остальных видов информационных услуг образуют основу современного информационного рынка. Они появились в период с середины 60-х до середины 70-х годов в результате широкого внедрения в информационную деятельность вычислительной техники.

Первоначально базы данных использовались как промежуточный продукт при подготовке печатных изданий, однако будучи предоставленными потребителям на машинном носителе (сначала на магнитной ленте, затем на дискетах, а впоследствии и на компактных оптических дисках), они приобрели самостоятельное значение информационных продуктов.

Организация данных в базе имеет сложную структуру, при которой в первую очередь учитываются связи между различными видами данных и быстрота доступа к ним. Организация данных в базе требует предварительного выбора и построения модели данных.

Выделяют централизованные и распределенные базы данных. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если такая система является компонентом вычислительной сети, то возможен распределенный доступ к этой базе данных – доступ к ней пользователей различных узлов сети. Подобный способ использования баз данных часто применяется в локальных вычислительных сетях (ЛВС).

Появление ЛВС позволило наряду с централизованными создавать и распределенные базы данных.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ПЭВМ ЛВС. Однако пользователь распределенной базы данных получает возможность работать с ней как с единым информационным массивом с помощью СУБД. Части распределенной базы данных, размещенные на отдельных ПЭВМ сети, управляются собственными локальными СУБД и могут использоваться одновременно как самостоятельные локальные базы данных. Локальные СУБД не обязательно должны быть одинаковыми в разных узлах сети. При разработке информационной системы обычно стремятся, чтобы ее база данных была интегрированной.

---