Файл: Локальные и глобальные сети эвм основы компьютерной коммуникации. Принципы построения сетей. Компьютерная сеть.pdf

10 1
2 3
4 5
6 7
8 1
3 2
4 6
5 7
8 таблицу индексов. При этом сохраняется однородность данных, хранящихся в блоке, так как служебная информация хранится в отдельной области, располагающейся, в случае жесткого диска, на внутренних дорожках, что обеспечивает быстрый доступ к ней.
Перечисленные способы физической организации файлов на носителе схематично изображены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Физическая организация файлов на носителе
Обслуживание
файловой структуры
Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, для удобства пользователя они представляются во время его работы на компьютере в виде иерархической структуры. Все необходимые преобразования для этого осуществляет операционная система.
К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:

создание файлов и присвоение им имен;

создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

переименование файлов и каталогов (папок);
Ф

11

копирование и перемещение файлов между носителями компьютера и между каталогами (папками) одного носителя;

удаление файлов и каталогов (папок);

навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

управление атрибутами файлов

создание ярлыков;

запуск программ и открытие документов.
Таким образом, видим основные функции, выполняемые файловой системой можно разделить на две группы:

функции для работы с файлами, то есть их создание, удаление, изменение атрибутов, определение структуры файлов;

функции для работы с данными, хранящимися в файлах, то есть чтение и запись, поиск и т.д.
Таким образом, в логическом плане файловую систему можно разделить на следующие составные части:

файлы, хранящиеся на устройстве ввода/вывода;

структура файлов;

функции работы с файлами и их структурой.
Атрибуты
файлов
Основные атрибуты файла, которые могут использоваться файловой системой:

текущий размер файла;

максимальный размер файла;

длина записи;

времена создания, последнего доступа и последнего изменения;

владелец файла;

создатель файла;

12

информация о доступе к файлу;

пароль для доступа к файлу;

признак «только для чтения»;

признак «скрытый файл»;

признак «системный файл»;

признак «архивный файл»;

признак «двоичный/символьный файл»;

признак «временный файл»;

признак блокировки.
Права
доступа к файлу
В многопользовательских системах доступ к файлу разных пользователей должен быть разграничен, то есть операции с определенными файлами или каталогами должны быть разрешены для одних пользователей и запрещены для других. Это касается операций, как с данными, так и с их структурой.
Для облегчения администрирования некоторые системы позволяют описывать правила доступа для групп пользователей, тогда правила, установленные для группы, действуют для всех входящих в нее пользователей. Системой может быть предоставлена возможность включения одного пользователя в разные группы, а также описания правил как для групп, так и для отдельных пользователей, что позволяет гибко разграничить доступ к файлам.
Всю работу с файловой структурой выполняет служебная программа
«Проводник». О программах служебного уровня будет рассказано на следующей лекции.

1
ПРОГРАММНЫЕ
СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ
Основные
понятия
Возможности компьютера как технической основы информационных процессов и технологий обработки данных связаны с используемым программным обеспечением
(программами).
Программа
- упорядоченная последовательность команд
(инструкций) компьютера для решения задачи.
Программное
обеспечение (sowtware) - совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.
При реализации информационных процессов с помощью компьютеров широко используются термины « задача» и « приложение».
Задача
(problem, task ) - проблема, подлежащая решению.
Приложение
(application) - реализованное средствами информационной технологии решение задачи.
Таким образом, задача означает проблему, подлежащую реализации с использованием средств информационных технологий, а приложение - реализованное решение по задаче, хотя в ряде случаев эти термины можно считать и синонимами.
С позиций специфики разработки и вида программного обеспечения будем различать два класса задач - технологические и функциональные.
Технологические задачи ставятся и решаются при технологическом процессе обработки информации на компьютере. Технологические задачи являются основой для разработки сервисных средств программного обеспечения в виде утилит, сервисных программ, библиотек процедур и др. , применяемых для обеспечения работоспособности компьютера, разработки других программ или обработки данных функциональных задач.
Функциональные задачи появляются и требуют решения при реализации функций управления в рамках информационных систем предметных областей. Например, управление деятельностью торгового предприятия, планирование выпуска продукции, управление перевозкой грузов, информационный поиск в базе данных и т.п.
Функциональные задачи в совокупности образуют предметную область и полностью определяют ее специфику.
Предметная
(прикладная) область (application domain) - совокупность связанных между собой функций, задач управления, с помощью которых достигается выполнение

2 поставленных целей. Часто предметную область определяют, как часть реального мира, для которой необходимо решить задачу управления на компьютере.
Для решения задач могут использоваться алгоритмы, типовые модели и методы решения задач, представленные в готовых программных продуктах. В этом случае осуществляется адаптация программного продукта к условиям конкретного применения.
Во всех остальных случаях разрабатываются оригинальные алгоритмы и программы реализации комплекса задач.
Программирование
(programming)- теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ.
Программирование является собирательным понятием и может рассматриваться и как “наука”, и как “искусство”, на этом основан научно-практический подход к разработке программ.
Программа
- результат интеллектуального труда, для которого характерно творчество. В любой программе присутствует индивидуальность ее разработчика, программа отражает определенную степень искусства программиста. Вместе с тем, программирование предполагает и рутинные работы, которые могут и должны иметь строгий регламент выполнения и соответствовать стандартам.
Программирование базируется на комплексе научных дисциплин, направленных на исследования, разработку и применение специализированного инструментария создания программ. При разработке программ используются ресурсоемкие и наукоемкие технологии, высококвалифицированный интеллектуальный труд, что также определяет специфику этой сферы деятельности.

3
Все программы по типу их пользователей можно разделить на два класса (рис.1) - утилитарные программы и программные продукты (изделия).
Этот признак классификации является определяющим. Он позволяет изменить статус программы, вместо “подсобного” инструментария обработки данных она превращается в “основное средство”. Таким образом, в зависимости от вида
“потребителя” различают программы “внутреннего” применения и программные продукты (изделия) для “внешнего” распространения.
Рисунок 1. – Классификация программ по категориям пользователей
Утилитарные
программы (“программы для себя”) предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего, утилитарные программы выполняют роль сервиса в технологии обработки данных, либо являются программой решения функциональной задачи, не предназначенной для широкого распространения.
Программные
продукты (изделия) предназначены для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи, также как и прочие изделия, являющиеся предметом купли-продажи или обмена .
Программный продукт должен быть соответствующим образом подготовлен к эксплуатации, иметь необходимую техническую документацию, предоставлять сервис и гарантию надежной работы программы, иметь товарный знак изготовителя, а также желательно наличие кода государственного классификатора. Только при таких условиях созданный программный комплекс может быть назван программным продуктом.
Программный
продукт - комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи) массового спроса, подготовленный к эксплуатации как любой вид промышленной продукции.
Путь “программ для себя” до программных продуктов достаточно долгий, он связан с изменениями технической и программной среды разработки и эксплуатации программ, с появлением и развитием самостоятельной отрасли народного - информационного бизнеса, для которой характерно разделение труда фирм-разработчиков программ, их дальнейшая специализация, формирование рынка программных средств и информационных услуг. Этот процесс общемирового масштаба.
Программные продукты могут создаваться как:
−
индивидуальная разработка под заказ;
−
разработка для массового распространения среди пользователей.
При индивидуальной разработке фирма-разработчик создает оригинальный программный продукт, учитывающий специфику обработки данных для конкретного заказчика.
ПРОГРАММЫ
Утилитарные программы
Программные продукты

4
При разработке для массового распространения фирма-разработчик, с одной стороны, должна обеспечить универсальность выполняемых функций обработки данных, с другой стороны, - гибкость и настраиваемость программного продукта на условия конкретного применения. Отличительной особенностью программных продуктов должна быть их “системность” - функциональная полнота и законченность реализуемых функций обработки, которые применяются в совокупности. Разработка и сопровождение программ массового применения, как правило, сопряжены с большими трудозатратами
- исправление обнаруженных ошибок, создание новых версий программ и т.п.
Разработка программного продукта осуществляется на основе промышленной технологии выполнения проектных работ с применением современных инструментальных средств программирования. Специфика заключается в уникальности процесса разработки алгоритмов и программ, зависящего от характера обработки информации и используемых инструментальных средств. На создание программных продуктов затрачиваются значительные ресурсы - трудовые, материальные, финансовые; требуется высокая квалификация разработчиков.
Программные продукты требуют сопровождения, которое осуществляется, как правило, специализированными фирмами-распространителями программ (дистрибьютерами, дилерами), реже - фирмами-разработчиками.
Сопровождение программного продукта - поддержка работоспособности программного продукта, переход на его новые версии, внесение изменений, исправление обнаруженных ошибок, и т.п.
Программные продукты, в отличие от традиционных изделий, не имеют строго регламентированного набора качественных характеристик, задаваемых при создании программ, либо эти характеристики невозможно заранее точно указать или оценить, так как одни и те же функции обработки, обеспечиваемые программным средством, имеют различную глубину проработки. Даже время и затраты на разработку программных продуктов не могут быть определены с большой степенью точности заранее.
Основными характеристиками программ являются:
−
алгоритмическая сложность (логика алгоритмов обработки информации),
−
состав и глубина проработки реализованных функций обработки,
−
полнота и системность функций обработки,
−
технические параметры:
−
объем файлов программ,
−
требования к операционной системе и техническим средствам обработки со стороны программного средства: объем дисковой памяти, размер оперативной памяти для запуска программ, тип процессора, версия операционной системы, наличие вычислительной сети и др.
Классификация
программного обеспечения
Существует несколько подходов к классификации программного обеспечения.
Один из подходов основан на том, что между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на

5 другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней.
Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструкцию, показанную на рисунке 2. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такая классификация удобна для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации технического обслуживания. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы в целом. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение.
Рисунок 2 – Классификация современного ПО (вариант 2).
Базовый
уровень программного обеспечения
Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое
программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными
средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования, и хранится в специальных микросхемах, называемых постоянным запоминающим устройством (ПЗУ – Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства или, в случае необходимости в перепрограммируемых постоянных запоминающих устройствах
Прикладное программное обеспечение
Служебное программное обеспечение
Системное программное обеспечение
Базовое программное обеспечение

6 специальным способом, и не могут быть изменены в процессе работы вычислительной системы.
Однако могут быть и другие подходы к классификации программных продуктов.
Например, предлагается классификация по сфере использования. Это классификация, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:
−
аппаратная часть компьютеров и компьютерных сетей;
−
функциональные задачи информационных систем и технологий предметных областей;
−
технология разработки программ.
Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис.3:
Рисунок 3 – Классификация программного обеспечения
−
системное программное обеспечение;
−
прикладное программное обеспечение;
−
инструментарий технологии программирования.
Как мы видим, разные подходы к классификации выделяют системное программное обеспечение. Этому и будет посвящена следующая лекция.
Классы программных продуктов (по сфере использования)
Системное программное обеспечение
Прикладное программное обеспечение
Инструментарий технологии программирования