Программное обеспечение и его разработка - Фокс Джозеф М.

Этот тип обеспечения характерен тем, что: 1) его легче всего разрабатывать и 2) в этой области работает подавляющее большинство разработчиков программного обеспечения.

Большая часть прикладных программ создается служащими тех организаций, которые и будут его затем использовать. Некоторая часть прикладного обеспечения создается специальными организациями либо по контракту с конкретным пользователем, либо как продукция, предназначенная для свободной продажи пользователям.

Прикладные программы обычно составляются людьми, хорошо разбирающимися в процессах, которые они автоматизируют. Программу расчета зарплаты, например, часто составляют сотрудники бухгалтерии. По мере того как все сильнее ощущается недостаток программистов, все большее использование в различных организациях приобретают «стандартные» прикладные пакеты. Стандартный пакет — это программа, написанная таким образом, что она может применяться более чем одним пользователем. Конечно, некоторые ограничения на возможности применения пакетов существуют, но в основном эти ограничения вполне приемлемы. Эта область программирования — пакеты или программная продукция — является наиболее быстро развивающейся отраслью индустрии программирования.

Отрасли в которых применяются прикладные программы

Может случиться так, что создание прикладного обеспечения станет своего рода индустрией. На рис. 4.15 показан диапазон распространения программного обеспечения. Все, кто будет пользоваться какой-либо аппаратурой, будут использовать и системное обеспечение. А наряду с аппаратурой и системными программами будут использоваться некоторые части прикладных пакетов программ, разработанных либо непосредственно пользователем, либо группой сопровождения или закупленных в качестве стандартного обеспечения.

Системное программное обеспечение используется для управления вычислительной машиной во время выполнения или разработки других программ. Использование вычислительной машины для управления ею самой и ее окружением — это логическая работа, а не работа с числами или символами. Этот тип использования вносит дополнительную сложность в программное обеспечение. Далее в этой главе мы еще обратимся к этому вопросу.

Разрабатывать системные программы труднее других, к тому же их особенно трудно представить себе во всех деталях и понять принципы их действия. Системные программы значительно сложнее прикладных и сложнее инструментальных программ.

Системное программное обеспечение служит для следующих целей.

1. Динамическое распределение устройств вычислительной машины. С каким устройством связано поступившее задание? Когда это устройство будет использовано? Каков порядок или приоритет работ? Подобные решения принимает и тем самым управляет работой машины на фазе использования большой и сложный на бор программ, называемый операционной системой.

2. Выполнение требований к окружению программ на фазе их использования. Если наша работающая система не имеет права «выключаться» более чем на 30 с, мы не можем поручить человеку привести систему в порядок — он просто не сможет так быстро отреагировать. Вычислительная машина, однако, сможет, поэтому мы пишем программы, которые будут следить за всеми устройствами системы и правильностью работы. Если они работают неверно, операционная система изменит конфигурацию аппаратуры (у нее в запасе есть дополнительные устройства) и работа будет продолжена, хотя некоторые из устройств и отключатся.

Операционная система. Операционная система представляет собой большой набор программ. Это наиболее распространенная форма системного программного обеспечения.

Операционные системы применяются теперь почти повсюду. Размеры денежных вложений в создание и модификацию операционных систем просто ошеломляют. Фирма IBM вложила в свою операционную систему около 3 млрд. долларов, а конца расходам еще не видно.

Однако лишь немногие представляют себе всю необъятность функций, выполняемых этими системными программами, все великое множество программ, которое они предоставляют пользователям для их работы, а также то, насколько это облегчает пользователю работу с ЭВМ.

За годы, прошедшие после своего возникновения, операционные системы превратились из относительно простого в невероятно сложное программное обеспечение, которое в настоящее время необходимо и программистам, и обслуживающему персоналу, и операторам ЭВМ. Современная операционная система:

1. «Управляет» работой аппаратуры.

а. Операционная система реагирует на все отказы, регистрирует их, распределяет работу, управляет процедурами восстановления и возобновления работ. Она обрабатывает прерывания, идущие от других машин, часов, операторов и т. д. (до появления операционных систем всем этим занимались операторы ЭВМ).

б. Операционная система составляет расписание работ на машине, «решая», что можно начать выполнять некоторую работу, так как сейчас доступны все необходимые для нее магнитные ленты, диски, свободна оперативная память, печатающие устройства или какие-нибудь иные машинные ресурсы. Она ведет списки используемых устройств и поступающих заданий. Она составляет расписание! В этой роли она управляет работой трансляторов (компиляторов) и ввода/вывода. (Раньше эту работу выполнял обслуживающий персонал машинного зала.)

в. Она приписывает поступающим заданиям приоритеты. (Это делалось раньше обслуживающим персоналом.)

2. Помогает выполнять функции, необходимые для работы прикладных программ.

а. В ней есть программы сортировок, печати и загрузки, и программистам уже нет необходимости создавать собственные их версии. Ранее эти функции выполнялись программами, написанными прикладными программистами. Иногда эти функции считаются принадлежностью операционных систем, а иногда нет.

б. Она связывает между собой программы, тем самым множество различных частей программ может быть даже написанных разными программистами, будут работать как одно целое. (Ранее выполнялось программа ми прикладных программистов.)

3. Управляет хранением данных и их восстановлением, что совершенно необходимо для функционирования прикладных программ (так называемое Управление Данными)

а. Прикладной программист пишет команды запроса данных у операционной системы. Эти данные могут быть идентифицированы каким-либо специальным образом или вообще как-нибудь абстрактно, но в любом случае детали физического хранения не указываются. Операционная система вставляет в это места другие команды, которые приводят к запоминанию, отыскиванию, замене данных и т. д. (Ранее все это писалось прикладными программистами.) Этим достигается высокая сохранность данных и независимость программ от конкретных физических устройств. Пользователи и изготовители аппаратуры получают возможность, не внося никаких изменений в какие-либо прикладные программы, создавать новые, более совершенные, более дешевые устройства хранения файла. (Иногда эта область программного обеспечения рассматривается отдельно от операционных систем. Но она всегда является принадлежностью системного программирования.)

4. Управляет связью (посредством, например, телефонных линий) между программами, работающими на разных вычислительных машинах.

а. Обрабатывает сообщения, идущие от вычислительной машины и поступающие в нее извне, используя стандартные коммуникационные линии и сети. (Ранее писалось прикладными программистами.)

5. Управляет взаимодействием с пользователем (при помощи терминалов или телевизионных экранов).

а. Операционная система содержит программы, позволяющие пользователям работать с вычислительной машиной в диалоговом режиме с помощью стандартного дисплейного оборудования. (Ранее такие программы писали прикладные программисты.)