Программное обеспечение информационных технологий. Классификация программного обеспечения. АРМ. Электронный офис.

Основные вопросы:

1. Основные этапы проектирования и функционирования программ.

2. Языки программирования и их классификация.

3. Понятие операционной системы.

4. Классификация ОС.

5. Понятие файла и файловой системы ЭВМ.

6. Работа с файлами

7. АРМ, электронный офис (в презентации)

Жизненный цикл программного обеспечения включает в себя шесть этапов:

Ø анализ требований,

Ø определение спецификаций,

Ø проектирование,

Ø кодирование,

Ø тестирование,

Ø сопровождение.

Рассмотрим их.

Анализ требований.При разработке программного обеспечения он исключительно важен. Ошибки, допущенные на этом этапе, даже при условии безупречного выполнения последующих этапов могут привести к тому, что разработанный программный продукт не будет соответствовать требованиям практики, сферы его применения. Для создания конкурентоспособных продуктов в ходе выполнения этого этапа должны быть получены четкие ответы на следующие вопросы:

Что должна делать программа?

В чем состоят реальные проблемы, разрешению которых она должна способствовать?

Что представляют собой входные данные?

Какими должны быть выходные данные?

Какими ресурсами располагает проектировщик?

Определение спецификаций.В определенной степени этот этап можно рассматривать как формулировку выводов, следующих из ре­зультатов предыдущего этапа. Требования к программе должны быть представлены в виде ряда спецификаций, явно определяющих рабо­чие характеристики будущей программы. В число таких характери­стик могут входить скорость выполнения, объем потребляемой памя­ти, гибкость применения и др.

Проектирование.На этом этапе создается общая структура про­граммы, которая должна удовлетворять спецификациям; определяют­ся общие принципы управления и взаимодействия между различными компонентами программы.

Кодирование.Заключается в переводе на язык программирования конструкций, записанных на языке проектирования.

Тестирование.На этом этапе производится всесторонняя провер­ка программ. Тестирование более подробно рассмотрено ниже.

Сопровождение.Это этап эксплуатации системы. Каким бы изо­щренным ни было тестирование программ, к сожалению, в больших программных комплексах чрезвычайно тяжело устранить абсолютно все ошибки. Устранение обнаруженных при эксплуатации ошибок - первейшая задача этого этапа. Однако это далеко не все, что выпол­няется при сопровождении. Выполняемый в ходе сопровождения анализ опыта эксплуатации программы позволяет обнаруживать «узкие места» или неудачные проектные решения в тех или иных частях программного комплекса. В результате такого анализа может быть принято решение о проведении работ по совершенствованию разработанной системы. Кроме описанного выше сопровождение может включать в себя проведение консультаций, обучение пользо­вателей системы, оперативное снабжение пользователей информаци­ей о новых версиях системы и т.п. Качественное проведение этапа сопровождения в большой степени определяет коммерческий успех программного продукта.

Рассмотрим этап тестирования программ более подробно. Суще­ствуют три аспекта проверки программы на:

ü правильность;

ü эффективность реализации;

ü вычислительную сложность.

Проверка правильности удостоверяет, что программа делает в точности то, для чего она была предназначена. Математическая безу­пречность алгоритма не гарантирует правильности его перевода в программу. Аналогично, ни отсутствие диагностических сообщений компилятора, ни разумный вид получаемых результатов не дают достаточной гарантии правильности программы. Как правило, про­верка правильности заключается в разработке и проведении набора тестов. Кроме этого, для расчета программ иногда можно сверить по­лучаемые решения с уже известным решением. В общем случае, нельзя дать общего решения для проведения проверки на правиль­ность программы.

Проверка вычислительной сложности, как правило, заключается в экспериментальном анализе сложности алгоритма или эксперимен­тальном сравнении двух алгоритмов и более, решающих одну и ту же задачу.

Проверка эффективности реализации направлена на отыскание способа заставить правильную программу работать быстрее или рас­ходовать меньше памяти. Чтобы улучшить программу, пересматри­ваются результаты реализации в процессе построения алгоритма. Не рассматривая все возможные варианты и направления оптимизации программ, приведем здесь некоторые полезные способы, направлен­ные на увеличение скорости выполнения программ.

Первый способ основан на следующем правиле. Сложение и вы­читание выполняются быстрее, чем умножение и деление. Целочис­ленная арифметика быстрее арифметики вещественных чисел. Таким образом, Х+Х лучше, чем 2Х, а i+0,5 хуже, чем (2i+j)´0,5 или (i+i+j) ´0,5. При выполнении операций над целыми числами следует помнить, что благодаря применению двоичной системы счисления умножение на числа, кратные двум, можно заменить соответствующим количеством сдвигов влево. Поэтому 10А выполняется дольше, чем A shl 3+A shl 1. Второй способ заключается в удалении избыточных вычислений.

Третий способ проверки эффективности реализации основан на способности некоторых компиляторов строить коды для вычисления логических выражений так, что вычисления прекращаются, если ре­зультат становится очевидным. Например, в выражении A or В or С, если А имеет значение «истина», то переменные В и С уже не прове­ряются. Таким образом, можно сэкономить время, разместив пере­менные А, В, С так, чтобы первой стояла переменная, которая вероят­нее всего будет истинной, а последней та, которая реже всего прини­мает истинное значение.

Четвертый прием - исключение циклов.

Пятый прием - развертывание циклов.

Это далеко не полный перечень способов оптимизации. Здесь приведены лишь самые очевидные из них. Следует, кроме того, заме­тить, что не всегда стоит увлекаться погоней за быстродействием, так как при этом чаще всего ухудшается удобочитаемость программ. В том случае, когда выигрыш получается «мизерный», вряд ли стоит предпочитать его ясности и читабельности программы.