Общие сведения о пакетах прикладных программ

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки Украины

Днепропетровский национальный университет

РЕФЕРАТ

по дисциплине: "Компьютерные технологии"

на тему: "Общие сведения о пакетах прикладных программ"

Выполнил: аспирант

Биличенко Р.О.

Проверил: проф. Карпов О.Н.

г. Днепропетровск 2008

1. Введение

Одной из важных проблем в области использования вычислительной техники является проблема общения человека с вычислительной машиной при решении различных прикладных задач. Для повышения эффективности такого общения требуются постоянные усилия в области разработки и совершенствования соответствующих алгоритмов и программных средств. Можно выделить три направления работ:

создание программных средств, обеспечивающих пользователей различными инструментами для автоматизации разработки программ;

создание программных средств, упрощающих процесс эксплуатации машин инженерно-диспетчерским персоналом, а также обеспечивающих эффективное использование всех ресурсов вычислительной системы;

создание программных средств, предоставляющих пользователям различные "вычислительные услуги" при решении прикладных задач.

Эти три направления сводятся к повышению соответственно уровней инструментальной, исполнительной и тематической квалификации вычислительной машины.

В связи с этим на современном этапе развития средств организации общения человека с машиной особое внимание уделяется новым, более совершенным, чем прежде формам решения задачи повышения уровня тематической квалификации вычислительных систем. Конкретно это означает, что одной из важных целей программирования стала разработка "дружественных" средств, обеспечивающих пользователям более удобный доступ к "вычислительным услугам", предоставляемым машиной, и требующих от них минимальной профессионально-программистской подготовки.

Средством повышения производительности программистов является создание специальным образом организованных программных комплексов, обеспечивающих одновременно потребности возможно большего числа пользователей. Такие комплексы должны удовлетворять ряду требований, порой противоречивых. При решении даже одинаковых по постановке задач различные пользователи предъявляют к программам разные требования, обусловленные условиями решения задачи (форматы входных и результатных данных, размер задачи, конфигурации ЭВМ и пр.).

Одной из основных форм специализированного программного обеспечения являются пакеты прикладных программ.

2. Понятие пакета прикладных программ

Чтобы пользователь мог применить пакет программ для решения конкретной задачи, пакет должен обладать средствами настройки, обычно реализуемыми входным языком пакета.

При разработке пакета предполагается, что он ориентирован на широкие круги пользователей. Поэтому предъявляются высокие требования к качеству его программной реализации, системе диагностики, документации.

Пакетом прикладных программ будем называть комплекс взаимосвязанных прикладных программ, обладающих специальной организацией, которая обеспечивает значительное повышение производительности труда программистов и пользователей пакета.

Наиболее характерными особенностями организации пакетов являются следующие:

Ориентация пакета на определенный класс задач, определяемый предметной областью пакета. В зависимости от особенностей предметной области пакеты можно отнести к одному из двух видов: методо-ориентированные или проблемно-ориентированные пакеты. Методо-ориентированные пакеты предназначены для решения задачи (либо группы задач, обладающих сходной постановкой) различными методами. Часто предметной областью этих пакетов являются задачи вычислительной либо прикладной математики.

Проблемно-ориентированные пакеты предназначены для решения отдельных задач, существенно отличающихся как по постановке, так и по методам решения. В ряде случаев пакет обеспечивает решение комплексной задачи, включающей в качестве промежуточных этапов частные задачи. Общим для таких задач является то, что они предназначены для решения одной проблемы, откуда и происходит название класса.

Каждый пакет обладает некоторым множеством возможностей по методам обработки данных, формам представления данных, полноте диагностики и т.п. Это дает возможность пользователю выбирать требуемый вариант обработки данных.

Наличие в развитых пакетах средств настройки пакета на требуемый вариант обработки данных. Исключение составляют пакеты простой структуры, расширяющие библиотеки.

Значительное снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователя в области программирования. В идеальном случае разработанный и отлаженный пакет должен эксплуатироваться непосредственно пользователем без участия программиста.

3. Классификация пакетов программ

По функциям, реализуемым пакетом, пакеты делятся на пакеты, обеспечивающие заданный режим обработки заданий ЭВМ (пакеты, расширяющие возможности ОС), и пакеты, обеспечивающие решение задач пользователя.

Классификация, в основу которой кладется тип операционной системы, определяет возможность применения пакета в конкретной операционной обстановке. Ее значение заключается в том, что обычно системы соглашений, стандарты, форматы, действующие в различных операционных системах, не совпадают. К данному классификационному направлению примыкает и язык программирования (алгоязык), на котором написаны модули пакета.

По способу управления пакетом пакеты делят на два крупных класса: пакеты простой структуры и пакеты сложной структуры.

Пакеты первого класса расширяют эксплуатационные возможности ОС, находящейся в распоряжении пользователя, в частности, обеспечивая работу в режимах разделения времени, в реальном масштабе времени, работу мультипроцессорных ЭВМ, а также обеспечивая координацию работы нескольких ЭВМ в многомашинном комплексе.

Пакеты второго класса обеспечивают решение производственных, экономико-математических, инженерных, научных и специальных задач. Такие пакеты часто называют пакетами общего назначения.

Пакет программы простой структуры - это набор модулей, обеспечивающих решение различных задач из предметной области, на которую ориентирован пакет. Среди пакетов простой структуры можно выделить две группы.

Пакеты первой группы содержат модули, обращение к которым осуществляется из прикладной программы пользователя.

Ввод и вывод результатов, использование внешней памяти в качестве буфера при решении больших задач такие пакеты обычно не обеспечивают - эти функции возлагаются на программиста.

Пакеты этой группы целесообразно использовать для расширения системных либо личных библиотек, их называют пакетами, расширяющими библиотеки.

Вторую группу пакетов простой структуры условно можно назвать пакетами с автономными программами. Особенностью пакетов этой группы является закрепление отдельных задач, решаемых пакетом, за автономными программами, обращение к которым оформляется в виде самостоятельных шагов (пунктов) задания.

Среди пакетов сложной структуры можно также выделить две группы.

Пакеты первой группы - пакеты с произвольной последовательностью обращения к модулям - являются дальнейшим развитием пакетов с автономными программами. Вторая группа пакетов сложной структуры - пакеты с фиксированной последовательностью обращения к модулям.

Классификация по организации управления пакетом. Под ней понимается способ общения пользователя с пакетом. Различают три класса пакетов: а) пакеты, работающие в режиме пакетной обработки на ЭВМ; б) пакеты, работающие в диалоговом режиме; в) пакеты, обеспечивающие по выбору любой из этих режимов.

В процессе изучения и анализа прикладного программного обеспечения выработалось следующее деление пакетов прикладных программ по сферам применения и классам решаемых задач:

расширяющие возможности операционных систем;

общего назначения;

для решения основных инженерных и научно-технических задач;

для решения задач экономического характера и задач АСУ;

для специальных применений.

Методо- и проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ. Когда в данной области непрерывно появляются новые прикладные задачи, решение которых требует применения одних и тех же математических методов, удобно создавать пакеты прикладных программ, реализующие эти методы, а не их применения к решению отдельных задач. Такие пакеты называются методо-ориентированными (например, пакеты программ для решения задач численного анализа.

Каждый конкретный методо-ориентированный пакет используется для упрощения программной реализации именно тех прикладных задач, которые решаются с применением соответствующего математического метода.

В отличие от методо-ориентированных проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ непосредственно реализуют алгоритмы решения задач пользователей. При этом в рамках одного пакета можно обеспечить программную реализацию большого числа алгоритмов для учета особенностей решения данной задачи различными пользователями.

В качестве примера проблемно-ориентированных прикладных программ можно привести пакет для решения задач планирования загрузки производственных мощностей мелкосерийных предприятий и опытного производства в крупных научно-исследовательских институтах.

4. Принципы разработки пакетов программ

Принципы проектирования программного обеспечения:

Стандартизация архитектуры (структуры) пакетов программ.

Рационализация архитектуры: используемая архитектура должна не только быть стандартной по заданным параметрам, но и быть близкой к оптимальной по остальным параметрам, в выборе которых допустим произвол.

Стандартизация документации пакетов программ.

Четкая ориентация каждого пакета на определенную категорию пользователей (например, руководитель предприятия, учреждения; научный работник; инженерно-технический персонал; системный программист; прикладной программист).

Принципы технологии разработки:

Научная обоснованность технологии разработки пакетов программ.

Широкое внедрение средств автоматизации на различных уровнях и этапах разработки пакета, в частности автоматизация программирования, применение средств автоматической генерации отдельных частей пакета, автоматизация пакета отладки, автоматизация разработки документации.

Максимальная преемственность в использовании ранее выработанного программного обеспечения.

5. Архитектура пакета прикладных программ

Наиболее общее представление о пакете программ дает ознакомление с его архитектурой. Понятие "архитектура пакета" включает, во-первых, описание организации управления пакетом, а во-вторых, описание его структуры.

В пакетах простой структуры обычно все модули равноправны. В пакетах сложной структуры пакеты обычно образуют иерархическую структуру. Перечень составных частей, их функции и взаимосвязь в различных пакетах могут заметно отличаться. Определяющим фактором являются функции пакета, средства автоматизации программирования, применявшиеся при разработке пакета, тип ОС, под управлением которой будет работать пакет.

Конструкция пакета может допускать расчленение технологического процесса на ряд самостоятельных этапов либо решение всей задачи в одном пункте задания. В первом случае для каждого этапа разрабатывается самостоятельный комплекс программ, реализующий в полном объеме все функции этапа решения. Связь между отдельными частями пакета осуществляется на уровне внешней памяти.

Во втором случае программы пакета обеспечивают решение задачи в полном объеме в одном шаге задания.

Программы пакета делятся на две части: управляющую программу (УП), реализующую функции настройки пакета и управления вычислительным процессом, и тело пакета, включающее обрабатывающие модули. Управляющая программа включает шесть модулей (блоков).

Ведущий блок обеспечивает последовательное обращение к другим блокам УП. Блок ввода-вывода выполняет все функции обмена с внешними устройствами: ввод программы на входном языке, ввод исходных данных, вывод промежуточных данных и окончательных результатов работы на заданные устройства внешней памяти. Транслятор осуществляет трансляцию программы на входном языке пакета. Блок памяти организует оптимальное распределение основной памяти для решения задач. Блок управления обеспечивает обращение к модулям тела пакета в соответствии с управляющей информацией, полученной от транслятора. Информатор формирует и выдает сообщения, отражающие ход выполнения всех этапов работы пакета.

В структуре пакета прикладных программ можно выделить три основных компонента: функциональное наполнение, язык заданий и системное наполнение (рис. 1).

Рис. 1. Структура пакета прикладных программ

Функциональное наполнение отражает специфику предметной области пакета и представляет собой совокупность модулей.

Язык заданий пакета является средством общения пользователя с пакетом.

Системное наполнение представляет собой совокупность программ, которые обеспечивают выполнение заданий и взаимодействие пользователя с пакетом, адекватное дисциплине работы в данной прикладной деятельности. Реализация функций системного наполнения осуществляется на основе согласованного использования а) штатных общецелевых средств системного обеспечения, б) средств системного наполнения, расширяющих и сопрягающих возможности компонентов штатного обеспечения, и в) специальных средств системного наполнения, выполняющих управляющие, архивные и обрабатывающие процедуры с учетом специфики прикладной деятельности, охватываемой пакетом.

Ориентированность каждого пакета на индивидуальные потребности автоматизируемой прикладной деятельности объясняет исключительное многообразие решений, как с точки зрения архитектуры, так и с точки зрения структуры пакета. Так, для обслуживания работ, связанных с решением комплексных проблем, необходимо разрабатывать пакеты, обладающие мощным функциональным наполнением с большим запасом в охвате предметной области. Существенно иными качествами должны обладать пакеты, ориентированные на обслуживание естественно-научных экспериментов. Большое практическое значение приобретают специализированные программные системы или пакеты программ, обеспечивающие "квалифицированное участие" машины в проведении всех этапов физического эксперимента.

Создание пакета является комплексной задачей, для решения которой необходимо совместное участие специалистов из данной прикладной области и системных программистов.

Выводы

Наряду с расширением области применения вычислительных машин наблюдается процесс усложнения самих решаемых задач. Основная особенность интегрированных систем обработки данных состоит в том, что они представляют собой комплексы взаимосвязанных прикладных программ, ориентированных на решение определенной сложной проблемы.

В настоящее время интегрированные системы обработки данных определяют современный уровень эксплуатации вычислительных машин. В связи с этим основным инструментом обработки данных становится не отдельная программа, а элемент интегрированной системы комплекс программ, предназначенный для решения определенной задачи или класса задач. Такой комплекс программ вместе с документацией, необходимой для его установки и эксплуатации, называется пакетом прикладных программ.

Пакеты прикладных программ должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к программам пользователя теми операционными системами, под управлением которых они функционируют, а программы, входящие в состав пакета, должны разрабатываться с учетом стандартных соглашений, принятых для соответствующих операционных систем. В рамках ЕС ЭВМ пакеты должны разрабатываться с учетом возможностей их функционирования как на различных конфигурациях моделей Единой системы, так и на различных конфигурациях операционной системы.

Пакеты прикладных программ представляют собой базу для построения интегрированных систем обработки данных. В плане объема и сложности задач, решаемых пакетами, примерами могут служить пакеты прикладных программ для реализации задач линейного программирования, материально-технического снабжения, для реализации статистических методов обработки данных и т.д.

Основная особенность пакетов прикладных программ в отличие от программ, которые получили широкое распространение для ЭВМ второго поколения, состоит в том, что пакет ориентируется на решение задач большого объема и зачастую большей сложности.

Понятие "пакет прикладных программ" служит для определения обособленных элементов, из которых состоит система прикладного программного обеспечения. При этом внутренняя реализация различных пакетов может быть неодинаковой.

Список использованной литературы

пакет прикладной программа

Горбунов-Посадов М.М., Корягин Д.А., Мартынюк В.В. под. ред. А.А. Самарского. Системное обеспечение пакетов прикладных программ. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 208 с.

Гурова Л.И., Сахаров С.С. Прикладные программы: Учеб. пособие. - М.: Статистика, 1980. - 280 с.

Фатеев А.Е. и др. Прикладные программы в системе математического обеспечения ЕС ЭВМ. М., "Статистика", 1976.

Размещено на Allbest.ru