русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Состав, структура и функции ТС в АС


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1485; Нарушение авторских прав


Техническое обеспечение

Г.

Пакеты прикладных программ (ППП) или Приложения.

ППП — совокупность программ, совместимых между собой и обеспечивающих решение задач из некоторой области знаний, называемой предметной областью пакета.

ППП могут быть программы общего назначения (ПОН) и программы функционального назначения (ПФН).

К ПОН можно отнести системы программирования на языках высокого уровня, СУБД, программы-редакторы текстов, изображений, издательские системы. Первые реализуют типовые режимы работы вычислительной системы.

К ПФН относят пакеты программ, предназначенные для решения задач в определенной предметной области. Деление это достаточно условно.

ППП — структурно сложные системы программ, предназначенные для решения задач определенного класса. Проблемно-ориентированные системы предназначены для автоматизированного создания ПО. На их основе создаются ППП для вычислительного процесса и ведения информационной базы.

Стандартная программа (прикладная программа) — общеупотребительная программа, построенная так, что ее можно включать в состав ППП для решения разных задач.

Библиотеки стандартных программ (БСП) формируются и содержатся на магнитных носителях (МН) под определенными именами (библиотеки статистической обработки данных, линейной алгебры, дифференцированного и интегрального исчисления, отыскания квадратного корня, нахождения экстремума). Например, SSP — пакет научных прикладных программ, реализующих методы численного анализа и статистики.

При выборе ППП обычно следует учитывать следующие факторы:

1.Состав функций управления, реализуемых с помощью ППП, можно ли его принять полностью или он должен быть доработан.

2.Возможность применения входных и выходных форм документов, регламентированных ППП.



3.Наличие исходных данных, регламентированных в ППП, возможность и трудоемкость их получения.

4.Возможность адаптации ППП и периодичность обработки данных пользователей.

5.Соответствие ППП необходимой структурной перестройке объекта управления и степени оперативности реорганизации базы данных.

6.Надежность ППП с точки зрения защиты данных, наличие средств обнаружения и локализации ошибок.

7.Наличие в пакете средств развития и его совершенствования.

8.Минимизацию или максимизацию конфигураций ЭВМ и периферийных устройств, которые предусматривает ППП.

9.Возможность использования различных носителей для формирования и хранения массивов.

 

10.Затраты на адаптацию ППП к другой конфигурации технических средств.

11.ОС для функционирования ППП.

12.Язык и транслятор, на котором написан ППП. Наличие необходимого транслятора у пользователя.

13.Состав стандартных вспомогательных программ, необходимых для применения пакета.

14.Наличие и комплектность документации для пользователя в соответствии с существующими нормативно-техническими документами на ППП.

15.Наличие документов по описанию применения ППП и обучению пользователей.

16.Количество документации и полнота излагаемых вопросов с точки зрения привязки ППП к условиям пользователя.

Часто ПО АС предназначено для решения задач управления, учета, отчетности, планирования, управления производством, распределением ресурсов, кадрового учета, бухгалтерской финансовой деятельности и т. д. ППП получили широкое распространения как инструмент автоматизации проектирования АСУ, создания САПР АСУ (систем автоматизирования проектирования АСУ) проблемно-ориентированных систем. Для этой цели разработано большое количество общесистемных и функциональных ППП.

Ниже приведены примеры ППП.

АРИУС — реализует функции архитектурного проектирования АСУ;

ISDOS, ADS.TAG — предназначены для формализации и автоматизации анализа системы;

СОД, ТИС, ТЕКОД, ИНЕС — средства проектирования алгоритмов;

СУБД — Clipper, Oracle и другие;

Редакторы текстов;

ППП реализация диалогов.

Следует обратить внимание на сетевые приложения. Это могут быть сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и т. д.

Таким образом, ПО можно разделить на внутреннее, обеспечивающее нормальную работу ЭВМ, и внешнее, позволяющее потребителю решать на ЭВМ необходимые задачи ввода, обработки, анализа и вывода информации наиболее простым и удобным образом.

Внутренне ПО состоит из эксплуатационных (тестовых и диагностических) программ, проверяющих исправность оборудования ЭВМ, системы программирования и операционной системы (рис. 2.17).

Внешнее ПО состоит из программ типовых процессов обработки данных в АИС (ввода, контроля, сортировки, корректировки, дублирования, поиска и вывода информации), программ решения конкретных задач и диспетчерскую программу системы (см. рис. 2.17).

 


 

Внешнее ПО решает конкретные задачи АС в соответствии с иерархическими уровнями системы управления.

Первый уровень:

сбор данных о ходе производственного процесса от первичных датчиков и преобразователей и использование этих данных после обработки для прямого программного управления этими процессами.

Программы обеспечивают:

• опрос датчиков и преобразований по заданным алгоритмам;

• выработку управляющих воздействий на исполнителей: (устройства, персонал).

Второй уровень:

• выбор методов обработки результатов измерений и вычис­лений необходимых параметров.

Третий уровень: оптимизация производственного процесса и адаптивное управление.

Четвертый уровень (высший): информационное управление системы — административно-организационное управление.

Решаемые задачи планируются и управляются программами, написанными на основе метода исследования операций.

Для успешной реализации проекта должны быть построены полные и непротиворечивые модели архитектуры ПО, где отра­жается иерархия подсистем и взаимодействие всех элементов системы. Наиболее верно структуру сложных систем отражает блочно-иерархический подход к их исследованию, а также созда­нию ПО. При таком подходе сначала создают части объектов (блоки, модули), а затем выстраивают из них сам объект.

Проблемы создания ПО в сложных системах породили по­требность в программно-технологических средствах специально­го класса — CASE-средствах.

Термин CASE (Computer Aided Software Engineering — разра­ботка ПО с использованием компьютерной поддержки) означал вначале автоматизацию разработки ПО, а теперь — процесс разра­ботки сложных программных систем, т. е. программную инженерию.

Жизненный цикл ПО — одно из базовых понятий программ­ной инженерии.

Жизненный цикл ПО (ЖЦ ПО) определяют как период вре­мени, который начинается с момента принятия решения о необ­ходимости создания ПО и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. ЖЦ ПО регламентирован международ­ным стандартом ISO/IEC 12207:1995 «Information Technology Software Life Cycle Processes>> (Процессы жизненного цикла программного обеспечения). В этом стандарте Международной организации по стандартизации ПО (или программный продукт) определяется как набор компьютерных программ, процедур и связанной с ними документации и данных. А процесс ЖЦ — совокупность взаимосвязанных действий, которые преобразуют входные данные в выходные.

В нашей стране создание ПО начиная с 1970-х гг. регламентировалось стандартами ГОСТ ЕСПД (Единой системы программной документации) серия ГОСТ 19.ххх. Многие из этих стандартов устарели. В настоящее время процессы создания АС, в состав которых входит и ПО, регламентированы стандартами «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы» (ГОСТ 34.601-90, 34.602-89, 34.603-92 и другие). Однако и в этих стандартах процессы создания сложных систем отражены недостаточно, поэтому для каждого проекта такой системы часто создают комплексы нормативных и методических документов, регламентирующих процессы создания конкретного прикладного ПО. Целесообразно использовать международные стандарты. Так, в указанном выше стандарте ISO/IEC 12207:1995 все процессы ЖЦ ПО разделены на три группы: основные, вспомогательные и организационные.

 

 

Реальный процесс разработки ПО, как правило, выполняется по одной из трех схем (моделей): спиральной, с промежуточным контролем, каскадной (рис. 2.18).

 

На сегодняшний день в программной инженерии существует два подхода к разработке ПО систем:

· функционально-модульный или структурный;

· объектно-ориентированный (объектная декомпозиция).

Принципиальное различие между ними обусловлено разными способами декомпозиции систем. В первом случае выполняют разбиение задачи на подсистемы по функциям. Во втором структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы — в терминах обмена сообщениями между объектами.

Технология программирования — это совокупность методов и средств для разработки программного обеспечения. В технологии должна быть определена последовательность выполнения операций, условия, при которых выполняется каждая операция, описание самих операций, исходные данные, нормативные документы, в том числе стандарты, критерии и методы оценки, результаты.

Технология программирования развивалась наряду с развитием ЭВМ и языков программирования. Она прошла этап «стихийного» программирования, когда программы состояли из машинных кодов, или ассемблеров, и обрабатываемых данных.

Этап структурного программирования начался в 60-70 гг. прошлого столетия. В его основе лежит представление задачи в виде иерархии подзадач простейшей структуры (линейной последовательности, альтернативы, многократного повторения — цикла), реализуемых в виде небольших подпрограмм и модулей.

Модульное программирование — выделение групп подпрограмм, в которых используются одни и те же глобальные данные, в отдельно транслируемые модули (библиотеки подпрограмм). Связь между модулями осуществляется через интерфейс.

Структурный подход в сочетании с модульным программированием позволяет разрабатывать надежные программы размером не более ста тысяч операторов.

Процедурные языки структурного программирования: PL/1, ALGOL-68, Pascal, С.

Языки, поддерживающие модульное структурное программирование: Pascal, С, С++, Ada, Modula.

Для сложного программного обеспечения на этапе 80-90 гг. прошлого столетия стало применяться объектно-ориентированное программирование, когда программа представлена в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию с наследова-нием свойств. Для обеспечения взаимодействия программных объектов используются сообщения. Механизмы наследования, полиформизма, композиции, наполнения позволяют строить сложные объекты из простых. Были созданы среды, поддерживающие визуальное программирование: Delphi, С++ Builder, Visual С++ и другие.

Этап компонентного подхода и CASE-технологии начался с середины 90-х гг. прошлого столетия. Компонентное программирование — создание ПО путем сборки объектов-компонентов (физически отдельно существующих частей ПО), взаимодействующих между собой через стандартизованные двоичные интерфейсы, в библиотеки или исполняемые файлы. Компонентный подход лежит в основе технологий СОМ и CORBA. Элемент такой технологии обладает свойствами, методами и событиями, его можно использовать для построения приложений.

COM (Component Object Model) — компонентная модель объекта. Эта технология является развитием технологии связывания и внедрения объектов — OLE, используемая для создания сложных и составных документов в приложениях, работающих под управлением ОС Windows. СОМ позволяет использовать функции одной части ПО другой частью.

На базе СОМ для разработки программного обеспечения были созданы компонентные технологии:

· OLE-automation — технология создания программируемых приложений (ее поддерживает MS Excel);

· ActiveX — технология создания ПО как на одном компьютере, так и в распределенной сети. Создана на базе OLE-automation. ActiveX применяется для создания ПО в Интернете и написания программ в среде Delphi, С++ Builder, Visual С++ и т. п.;

· MTS (Microsoft Transaction Server — сервер управления транзакциями) — технология стабильной и безопасной работы распределенных приложений, работающих с большими объемами передаваемых данных;

· MIDAS (Multitier Distributed Application Server — сервер многозвенных распределенных приложений) — технология организации доступа к данным разных компьютеров с учетом сбалансированности нагрузки сети.

Технология CORBA (Common Object Request Broker Architecture — общая архитектура с посредником обработки запросов объектов) используется для создания распределенных приложений. Может работать на всех основных аппаратных и программных платформах.

Для ускоренной разработки ПО применяют технологию RAD (Rapid Application Development). Она позволяет максимально быстро получить первые версии ПО. Эту технологию используют, в основном, для относительно небольших проектов, когда не требуется высокий уровень планирования и проектирования. Для больших систем, с большим количеством уникального кода эту технологию нельзя применять.

Языки программирования для создания ПО могут быть выбраны, исходя из конкретных условий. Это связано со знанием программистом определенного языка, с наличием у организации-разработчика лицензионной версии системы программирования, решаемых задач и т. д.

Современная тенденция заключается в стремлении приблизить язык программирования к человеческому языку, упростить его изучение и использование.

 

Существующие языки программирования можно подразделить на четыре уровня:

1.Машинные коды — внутренний язык команд конкретной ЭВМ. Он содержит полный перечень отдельных операций, которые может выполнять данная ЭВМ, и присвоенные этим операциям числовые коды;

2.Машинно-ориентированные автокоды, в которых некоторые простейшие и часто используемые последовательности машинных команд объединены в макрокоманды, что несколько укрупняет и упрощает процесс программирования. Для автокодов характерно применение мнемоники системы символической адресации. Языки этого уровня называют также ассемблерами.

Языки 1-го и 2-го уровней называются машинно-ориентированными языками или языками низкого уровня. Программирование задач на них занимает много времени, однако они лучше приспособлены для использования в ЭВМ.

3.Языки, предназначенные для решения определенного класса задач и не зависящие от конкретного типа ЭВМ. Эти языки называются проблемно-ориентированными.

Они содержат перечень типовых операций, используемых при решении данного класса задач и их условные наименования в терминах, привычных для специалистов в данной области. Например: Фортран и Алгол созданы для решения математических задач, Кобол — для решения экономических задач, Алгол-68 — для научных задач и моделирования, ПЛ Я (использует многие свойства языков Фортран, Алгол, Кобол, Паскаль) — для обработки больших массивов данных. Язык Simula используется для имитационного моделирования сложных систем, Basic — многоцелевой, символический, обучающий, Lisp — для работы со списочными структурами, Java, С и С++ — универсальные языки.

Для перевода этих языков на внутренний язык ЭВМ необходимо иметь специальные переводящие программы — трансляторы. Хотя время написания и отладки программы сокращается, но уменьшается эффективность использования характеристик конкретной ЭВМ при решении транслируемой программы.

4.Высший на сегодняшний день уровень языков — языки описания сценариев, по существу уже системы программирования. Например, система Delphi, в основе которой лежит язык Object Pascal. Такие языки предназначены для связи между собой различных приложений и компонентов, повышения производительности труда. Это уже целые системы программирования, которые позволяют осуществлять прямое общение человека с минимальной подготовкой с машиной. Языки описания сценариев в системе связи обеспечивают легкий доступ к множеству существующих объектов, позволяют манипулировать тысячью объектами, облегчая труд программиста.

 

В системах программирования (Delphi, C++Builder фирмы Borland, Visual Basic, Visual С++ фирмы Microsoft) и в средах программирования (Turbo Pascal и других) хорошо представлен визуальный интерфейс, позволяющий пользователям легко общаться с системой. Визуальная среда программирования включает средства разработки программ — компилятор, текстовый редактор, компоновщик, отладчик, справочную систему и библиотеку программ.

Использование машинных языков еще сохраняется в АСУ ТП, но при решении типовых задач обработки данных в АИС применяются языки высокого уровня и системы программирования. Автоматическое программирование — методы перевода с входного языка на машинный язык для работы по подготовке и программированию задач на ЭВМ — находит все большее распространение. Выполняется мультипрограммирование, которое обеспечивает возможность использования для решения разных задач одних и тех же ресурсов ЭВМ, а также параллельной работы нескольких программ.

На сегодняшний день универсальными языками программирования, для которых характерны многоплатформенность, реализация всех основных структурных алгоритмических конструкций (условия, циклы), большие накопленные библиотеки подпрограмм и классов являются Pascal, С, С++, Basic, Modula, Ada, Java и др. Объектное представление программы использовано в новых версиях универсальных языков программирования: Object Pascal, С++, Java и др.

Кроме универсальных выделяют группы специализированных языков:

· баз данных (например, FoxPro, Oracle);

· создания сетевых приложений (например, MySQL, SQL Server и др);

· создания систем искусственного интеллекта (например, MYZIN и др.);

· пользователя (профессиональные среды пользователя). Для эффективного применения ПО необходимо разрабатывать грамотную, понятную пользователям программную документацию: руководство программиста, руководство пользователя, руководство системного программиста, пояснительные записки и т. д. Правила составления документов приведены в указанных выше стандартах.

Техническое обеспечение АС — совокупность средств реализации управляющих воздействий, средств получения, ввода, подготовки, преобразования, обработки, хранения, регистрации, вывода, отображения, использования и передачи информации и эксплуатационной документации (ГОСТ 2.601).

Состав КТС — это номенклатура комплекса технических средств.

1)В состав комплекса технических средств АИС входят:

2)средства подготовки и регистрации информации (СПР);

3)средства сбора и передачи информации (ССП);

4)средства хранения и обработки информации (СХО);

5)средства вывода и воспроизведения информации (СВВ).

 

Структура КТС - пространственное размещение ТС и система информационной связи между ТС и персоналом. В соответствии с ГОСТ 34.201-89 должна быть разработана структурная схема комплекса ТС АИС, составлен перечень и дано описание технических средств, составлена ведомость и спецификация оборудования и материалов, схема соединения внешних проводок, таблица соединений и подключений оборудования. Должна быть составлена Инструкции по эксплуатации КТС.

Кроме КТС к техническому обеспечению (ТО) (рис. 2.19) относятся:

ММ — методические материалы, включающие: М — методику выбора КТС;

ТПР — библиотеки типовых программных решений для функционирования КТС;

МО — методику оценки показаний качества функционирования КТС;

П — персонал по разработке, внедрению и эксплуатации ТС, включающий:

ПВТ — персонал по обслуживанию вычислительной техники; ППС — персонал по периферийным средствам; ПСТ — персонал по системам телеобработки данных; ПСО - персонал по средствам оргтехники; ОП — обслуживающий персонал.

КТС является одной из основных составных частей АИС, ее материально-технической базой, на которой реализуются все задачи системы. С помощью ТС реализуются функции автоматизированного сбора информации от первоисточников, ее анализ и представление, хранение, обработка, отображение, передача.

 

Для осуществления основных функций технические средства должны отвечать следующим требованиям:

· быть информационно совместимыми между собой и обслуживающим персоналом, что обеспечивается совпадением форм представления информации, видов машинных носителей, языков, кодов, вводом данных в ТС;

· структура КТС должна соответствовать структуре управления объектом, обеспечивая автоматизированное управление выполняемых функций, в том числе функций контроля;

· для обеспечения быстрого решение задач ТС должны быть качественной конструкции, современного и удобного дизайна, иметь дружественный интерфейс для работы пользователя;

· должен соблюдаться принцип экономичности выбора и использования ТС, т. е. минимум затрат на создание (приобретение) технических средств, их эксплуатацию и используемых для размещения площадей.

 

Пример ТС для системы дорожного движения приведен в РД 50-34.698-90 [1].

В описании КТС приводятся:

1)общие положения;

2)структура КТС (схема);

3)средства вычислительной техники;

4)аппаратура передачи данных;

5)план расположения;

6)необходимое программное обеспечение.

 

В [1] для автоматизированного производства выделяют ТС пяти уровней:

0 — устройства с числовым программным управлением (УЧПУ), локальные системы управления (ЛСУ), программируемые контроллеры (ПК). На этом уровне обеспечивается локальное управление в реальном времени;

1 — АСУ ГПМ (гибкий производственный модуль), работа в реальном времени группы ТС;

2 — АСУ ГАУ (гибкий автоматизированный участок), ГАЛ (гибкая автоматизированная линия);

3 — АСУ ГАЦ (гибкий автоматизированный цех);

4 — АСУП, АСНИ, САПР — связь между ними обеспечивает вычислительная сеть.

Например, система «Экспресс», предназначенная для автоматизации обслуживания пассажиров в масштабе всей нашей страны, имеет следующий состав и структуру (рис. 2.20).

 

Управляет работой комплекса периферийных устройств АРМ устройство управления, построенное на базе микропроцессора. В АРМ в качестве устройств вывода служат:

· дисплей для визуального представления текстов оператора АРМ и ответов из ВЦ;

· билетопечатающее устройство;

· устройство вывода статистической и отчетной документации;

· светооптическое табло для вывода данных о наличии мест в поездах.

 

Некоторые АРМ взаимодействуют между собой в режиме локальной сети, передавая данные с дисплея на дисплей, с магнитного диска (МД) одного АРМ на МД другого.

Массивы справочных данных хранятся на гибких магнитных дисках. Создан мощный справочно-информационный фонд, создается банк данных, содержащий информацию о номерах пассажирских поездов со всевозможными характеристиками, тарифно-справочные данные, таблицы кодирования станций и поездов, перечень пунктов продажи билетов.

 

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Назначение и состав программного обеспечения (ПО) | Средства сбора и передачи информации (ССП)


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.006 сек.