Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования. В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы. 2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ. 4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов. Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:
Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования
Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений
Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ
Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows
Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:
Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)
Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)
Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях. Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем или поименованная область на машинных носителях. Структурирование множества файлов на машинных носителях осуществляется с помощью каталогов, в которых хранятся атрибуты (параметры и реквизиты) файлов. Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры.Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой. Принцип организации файловой системы – табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома. По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT – таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.
Сначала для дискет и небольших жестких дисков (менее 16 Мбайт) использовалась 12-разрядная версия FAT (так называемая FAT12). Затем в MS-DOS была введена 16-разрядная версия FAT для более крупных дисков. Операционные системы MS DOS, Win 95, Win NT реализуют 16 – разрядные поля в таблицах размещения файлов. Файловая система FAT32 была введена в Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000. FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт. FAT32 обеспечивает поддержку дисков размером до 2 Тбайт и более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры, что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства. В Windows XP применяется FAT32 и NTFS. Более перспективным направлением в развитии файловых систем стал переход к NTFS (New Technology File System – файловая система новой технологии)с длинными именами файлов и надежной системой безопасности. Объем раздела NTFS не ограничен. В NTFS минимизируется объем дискового пространства, теряемый вследствие записи небольших файлов в крупные кластеры. Кроме того, NTFS позволяет экономить место на диске, сжимая сам диск, отдельные папки и файлы.
По способам именования файлов различают “короткое” и “длинное” имя. Согласно соглашению, принятому в MS-DOS, способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3., т.е. имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение – 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. Имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются “короткими”. С появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие “длинного” имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. “Длинное” имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ / : * ? “ < > |. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Имя файла заканчивается расширением, состоящим из трех символов. Расширение используется для классификации файлов по типу. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратный слеш - обратная косая черта).Например: D:\Documents and Settings\ТВА\Мои документы\lessons-tva\ robots.txt Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры – людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя 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);
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов.
Для инструментального программного обеспечения, как особой разновидности программного обеспечения, характерны общие и частные
функции, как и для всего программного обеспечении в целом. Общие функции рассмотрены нами выше, а специализированными функциями, присущими только данному типу программ, являются:
1. Создание текста разрабатываемой программы с использованием специально установленных кодовых слов (языка программирования), а также определенного набора символов и их расположения в созданном файле - синтаксис программы.
2. Перевод текста создаваемой программы в машинно-ориентированный код, доступный для распознавания ЭВМ. В случае значительного объема создаваемой программы, она разбивается на отдельные модули и каждый из модулей переводится отдельно.
3. Соединение отдельных модулей в единый исполняемый код, с соблюдением необходимой структуры, обеспечение координации взаимодействия отдельных частей между собой.
4. Тестирование и контроль созданной программы, выявление и устранение формальных, логических и синтаксических ошибок, проверка программ на наличие запрещенных кодов, а также оценка работоспособности и потенциала созданной программы.
Исходя из задач, поставленных перед инструментальным программным обеспечением, можно выделить большое количество различных по назначению видов инструментального программного обеспечения:
1) Текстовые редакторы
2) Интегрированные среды разработки
4) Компиляторы
5) Интерпретаторы
6) Линковщики
7) Парсеры и генераторы парсеров (см. Javacc)
8) Ассемблеры
9) Отладчики
10) Профилировщики
11) Генераторы документации
12) Средства анализа покрытия кода
13) Средства непрерывной интеграции
14) Средства автоматизированного тестирования
15) Системы управления версиями и др.
Следует отметить, что оболочки для создания прикладных программ создаются также инструментальными программами и поэтому могут быть отнесены к прикладным программам. Рассмотрим кратко назначения некоторых инструментальных программ.
Текстовые редакторы.
Текстовый редактор -- компьютерная программа, предназначенная для обработки текстовых файлов, такой как создание и внесение изменений.
Типы текстовых редакторов.
Условно выделяют два типа редакторов: потоковые текстовые редакторы и интерактивные.
1) Потоковые текстовые редакторы
Потоковые текстовые редакторы представляют собой компьютерные программы, которые предназначены для автоматизированной обработки входных текстовых данных, полученных из текстового файла, в соответствии с заранее заданными пользователями правилами. Чаще всего правила представляют собой регулярные выражения, на специфичном для данного конкретного текстового редактора диалекте. Примером такого текстового редактора может служить редактор Sed.
2) Интерактивные текстовые редакторы
Интерактивные текстовые редакторы - это семейство компьютерных программ предназначенных для внесения изменений в текстовый файл в интерактивном режиме. Такие программы позволяют отображать текущее состояние текстовых данных в файле и производить над ними различные действия.
Часто интерактивные текстовые редакторы содержат значительную дополнительную функциональность, призванную автоматизировать часть действий по редактированию, или внести изменение в отображение текстовых данных, в зависимости от их семантики. Примером функциональности последнего рода может служить подсветка синтаксиса.
Текстовые редакторы предназначены для создания и редактирования текстовых документов. Наиболее распространенными являются MS WORD, Лексикон. Основными функциями текстовых редакторов являются:
1) работа с фрагментами документа,
2) вставка объектов созданных в других программах
3) разбивка текста документа на страницы
4) ввод и редактирование таблиц
5) ввод и редактирование формул
6) форматирование абзаца
7) автоматическое создание списков
8) автоматическое создание оглавления.
Известны десятки текстовых редакторов. Наиболее доступными являются NOTEPAD(блокнот), WORDPAD, WORD. Работа конкретного редактора текста определяется обычно функциями, назначение которых отражено в пунктах меню и в справочной системе.
Интегрированная среда разработки
Интегрированная среда разработки, ИСР-- система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО). Обычно среда разработки включает в себя:
1) текстовый редактор
2) компилятор и/или интерпретатор
3) средства автоматизации сборки
4) отладчик.
Иногда содержит также средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов -- для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. Хотя, и существуют среды разработки, предназначенные для нескольких языков программирования -- такие, как Eclipse, NetBeans, Embarcadero RAD Studio, Qt Creator или Microsoft Visual Studio, обычно среда разработки предназначается для одного определённого языка программирования - как, например, Visual Basic, Delphi, Dev-C++.
Частный случай ИСР -- среды визуальной разработки, которые включают в себя возможность визуального редактирования интерфейса программы.
SDK (от англ. Software Development Kit) или «devkit» -- комплект средств разработки, который позволяет специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определённого пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки, аппаратной платформы, компьютерной системы, видеоигровых консолей, операционных систем и прочих платформ.
Программист, как правило, получает SDK непосредственно от разработчика целевой технологии или системы. Часто SDK распространяется через Интернет. Многие SDK распространяются бесплатно для того, чтобы поощрить разработчиков использовать данную технологию или платформу.
Поставщики SDK иногда подменяют термин Software в словосочетании Software Development Kit на более точное слово. Например, «Microsoft» и «Apple» предоставляют Driver Development Kits (DDK) для разработки драйверов устройств, а «PalmSource» называет свой инструментарий для разработки «PalmOS Development Kit (PDK)».
Примеры SDK:
5) Java Development Kit
6) Opera Devices SDK
Компиляторы.
Компилятор --
1) Программа или техническое средство, выполняющее компиляцию.
2) Машинная программа, используемая для компиляции.
3) Транслятор, выполняющий преобразование программы, составленной на исходном языке, в объектный модуль.
4) Программа, переводящая текст программы на языке высокого уровня в эквивалентную программу на машинном языке.
5) Программа, предназначенная для трансляции высокоуровневого языка в абсолютный код или, иногда, в язык ассемблера. Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программа на проблемно-ориентированном языке, а на выходе компилятора -- эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке (объектный код).
Компиляция --
1) Трансляция программы на язык, близкий к машинному.
2) Трансляция программы, составленной на исходном языке, в объектный модуль. Осуществляется компилятором.
Компилировать -- проводить трансляцию машинной программы с проблемно-ориентированного языка на машинно-ориентированный язык.
Виды компиляторов:
1) Векторизующий . Транслирует исходный код в машинный код компьютеров, оснащённых векторным процессором.
2) Гибкий. Составлен по модульному принципу, управляется таблицами и запрограммирован на языке высокого уровня или реализован с помощью компилятора компиляторов.
3) Диалоговый.
4) Инкрементальный. Повторно транслирует фрагменты программы и дополнения к ней без перекомпиляции всей программы.
5) Интерпретирующий (пошаговый). Последовательно выполняет независимую компиляцию каждого отдельного оператора (команды) исходной программы.
6) Компилятор компиляторов. Транслятор, воспринимающий формальное описание языка программирования и генерирующий компилятор для этого языка.
7) Отладочный. Устраняет отдельные виды синтаксических ошибок.
8) Резидентный. Постоянно находится в основной памяти и доступен для повторного использования многими задачами.
9) Самокомпилируемый. Написан на том же языке, с которого осуществляется трансляция.
10) Универсальный. Основан на формальном описании синтаксиса и семантики входного языка. Составными частями такого компилятора являются: ядро, синтаксический и семантический загрузчики.
Виды компиляции:
1) Пакетная . Компиляция нескольких исходных модулей в одном пункте задания.
2) Построчная.
3) Условная. Компиляция, при которой транслируемый текст зависит от условий, заданных в исходной программе. Так, в зависимости от значения некоторой константы, можно включать или выключать трансляцию части текста программы.
Структура компилятора.
Процесс компиляции состоит из следующих этапов:
1) Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.
2) Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.
3) Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) -- например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.
4) Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах -- например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.
5) Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом языке.
В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или совмещены в том или ином виде.
Трансляция и компоновка.
Важной исторической особенностью компилятора, отражённой в его названии (англ. compile -- собирать вместе, составлять), являлось то, что он мог производить и компоновку (то есть содержал две части -- транслятор и компоновщик). Это связано с тем, что раздельная компиляция и компоновка как отдельная стадия сборки выделились значительно позже появления компиляторов. В связи с этим, вместо термина «компилятор» иногда используют термин «транслятор» как его синоним: либо в старой литературе, либо когда хотят подчеркнуть его способность переводить программу в машинный код (и наоборот, используют термин «компилятор» для подчёркивания способности собирать из многих файлов один).
Интерпретаторы.
Интерпретатор (языка программирования) --
1) Программа или техническое средство, выполняющее интерпретацию.
2) Вид транслятора, осуществляющего пооператорную (покомандную) обработку и выполнение исходной программы или запроса (в отличие от компилятора, транслирующего всю программу без её выполнения).
3) Программа (иногда аппаратное средство), анализирующая команды или операторы программы и тут же выполняющая их.
4) Языковый процессор, который построчно анализирует исходную программу и одновременно выполняет предписанные действия, а не формирует на машинном языке скомпилированную программу, которая выполняется впоследствии.
Типы интерпретаторов.
Простой интерпретатор анализирует и тут же выполняет (собственно интерпретация) программу покомандно (или построчно), по мере поступления её исходного кода на вход интерпретатора. Достоинством такого подхода является мгновенная реакция. Недостаток -- такой интерпретатор обнаруживает ошибки в тексте программы только при попытке выполнения команды (или строки) с ошибкой.
Интерпретатор компилирующего типа -- это система из компилятора, переводящего исходный код программы в промежуточное представление, например, в байт-код или p-код, и собственно интерпретатора, который выполняет полученный промежуточный код (так называемая виртуальная машина). Достоинством таких систем является большее быстродействие выполнения программ (за счёт выноса анализа исходного кода в отдельный, разовый проход, и минимизации этого анализа в интерпретаторе). Недостатки -- большее требование к ресурсам и требование на корректность исходного кода. Применяется в таких языках, как Java, PHP, Python, Perl (используется байт-код), REXX (сохраняется результат парсинга исходного кода), а также в различных СУБД (используется p-код).
В случае разделения интерпретатора компилирующего типа на компоненты получаются компилятор языка и простой интерпретатор с минимизированным анализом исходного кода. Причём исходный код для такого интерпретатора не обязательно должен иметь текстовый формат или быть байт-кодом, который понимает только данный интерпретатор, это может быть машинный код какой-то существующей аппаратной платформы. К примеру, виртуальные машины вроде QEMU, Bochs, VMware включают в себя интерпретаторы машинного кода процессоров семейства x86.
Некоторые интерпретаторы (например, для языков Лисп, Scheme, Python, Бейсик и других) могут работать в режиме диалога или так называемого цикла чтения-вычисления-печати (англ. read-eval-print loop, REPL). В таком режиме интерпретатор считывает законченную конструкцию языка (например, s-expression в языке Лисп), выполняет её, печатает результаты, после чего переходит к ожиданию ввода пользователем следующей конструкции.
Уникальным является язык Forth, который способен работать как в режиме интерпретации, так и компиляции входных данных, позволяя переключаться между этими режимами в произвольный момент, как во время трансляции исходного кода, так и во время работы программ.
Следует также отметить, что режимы интерпретации можно найти не только в программном, но и аппаратном обеспечении. Так, многие микропроцессоры интерпретируют машинный код с помощью встроенных микропрограмм, а процессоры семейства x86, начиная с Pentium (например, на архитектуре Intel P6), во время исполнения машинного кода предварительно транслируют его во внутренний формат (в последовательность микроопераций).
Алгоритм работы простого интерпретатора:
2. проанализировать инструкцию и определить соответствующие действия;
3. выполнить соответствующие действия;
4. если не достигнуто условие завершения программы, прочитать следующую инструкцию и перейти к пункту 2.
Достоинства и недостатки интерпретаторов.
Достоинства:
1) Большая переносимость интерпретируемых программ -- программа будет работать на любой платформе, на которой есть соответствующий интерпретатор.
2) Как правило, более совершенные и наглядные средства диагностики ошибок в исходных кодах.
3) Упрощение отладки исходных кодов программ.
4) Меньшие размеры кода по сравнению с машинным кодом, полученным после обычных компиляторов.
Недостатки:
1) Интерпретируемая программа не может выполняться отдельно без программы-интерпретатора. Сам интерпретатор при этом может быть очень компактным.
2) Интерпретируемая программа выполняется медленнее, поскольку промежуточный анализ исходного кода и планирование его выполнения требуют дополнительного времени в сравнении с непосредственным исполнением машинного кода, в который мог бы быть скомпилирован исходный код.
3) Практически отсутствует оптимизация кода, что приводит к дополнительным потерям в скорости работы интерпретируемых программ.
Компоновщик.
Компоновщик (также редактор связей, линкер) -- программа, которая производит компоновку -- принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает по ним исполнимый модуль.
Для связывания модулей компоновщик использует таблицы имён, созданные компилятором в каждом из объектных модулей. Такие имена могут быть двух типов:
1) Определённые или экспортируемые имена -- функции и переменные, определённые в данном модуле и предоставляемые для использования другим модулям.
2) Неопределённые или импортируемые имена -- функции и переменные, на которые ссылается модуль, но не определяет их внутри себя.
Работа компоновщика заключается в том, чтобы в каждом модуле разрешить ссылки на неопределённые имена. Для каждого импортируемого имени находится его определение в других модулях, упоминание имени заменяется на его адрес.
Компоновщик обычно не выполняет проверку типов и количества параметров процедур и функций. Если надо объединить объектные модули программ, написанные на языках со строгой типизацией, то необходимые проверки должны быть выполнены дополнительной утилитой перед запуском редактора связей.
Ассемблер.
Ассемблер (от англ. assembler -- сборщик) -- компьютерная программа, компилятор исходного текста программы, написанной на языке ассемблера, в программу на машинном языке.
Как и сам язык (ассемблера), ассемблеры, как правило, специфичны конкретной архитектуре, операционной системе и варианту синтаксиса языка. Вместе с тем существуют мультиплатформенные или вовсе универсальные (точнее, ограниченно-универсальные, потому что на языке низкого уровня нельзя написать аппаратно-независимые программы) ассемблеры, которые могут работать на разных платформах и операционных системах. Среди последних можно также выделить группу кросс-ассемблеров, способных собирать машинный код и исполняемые модули (файлы) для других архитектур и ОС.
Ассемблирование может быть не первым и не последним этапом на пути получения исполняемого модуля программы. Так, многие компиляторы с языков программирования высокого уровня выдают результат в виде программы на языке ассемблера, которую в дальнейшем обрабатывает ассемблер. Также результатом ассемблирования может быть не исполняемый, а объектный модуль, содержащий разрозненные и непривязанные друг к другу части машинного кода и данных программы, из которого (или из нескольких объектных модулей) в дальнейшем с помощью программы-компоновщика («линкера») может быть скомпонован исполнимый файл.
Отладчик или дебаггер является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д.
Список отладчиков.
1) AQtime -- коммерческий отладчик для приложений, созданных для.NET Framework версии 1.0, 1.1, 2.0, 3.0, 3.5 (включая ASP.NET приложения), а также для Windows 32- и 64-битных приложений.
2) DTrace -- фреймворк динамической трассировки для Solaris, OpenSolaris, FreeBSD, Mac OS X и QNX.
3) Electric Fence -- отладчик памяти.
4) GNU Debugger (GDB) -- отладчик программ от проекта GNU.
5) IDA -- мощный дизассемблер и низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows и Linux.
6) Microsoft Visual Studio -- среда разработки программного обеспечения, включающая средства отладки от корпорации Microsoft.
7) OllyDbg -- бесплатный низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows.
8) SoftICE -- низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows.
9) Sun Studio -- среда разработки программного обеспечения, включающая отладчик dbx для ОС Solaris и Linux, от корпорации Sun Microsystems.
10) Dr. Watson -- стандартный отладчик Windows, позволяет создавать дампы памяти.
11) TotalView -- один из коммерческих отладчиков для UNIX.
12) WinDbg -- бесплатный отладчик от корпорации Microsoft.
Генератор документации -- программа или пакет программ, позволяющая получать документацию, предназначенную для программистов (документация на API) и/или для конечных пользователей системы, по особым образом комментированному исходному коду и, в некоторых случаях, по исполняемым модулям (полученным на выходе компилятора).
Обычно генератор анализирует исходный код программы, выделяя синтаксические конструкции, соответствующие значимым объектам программы (типам, классам и их членам/свойствам/методам, процедурам/функциям и т. п.). В ходе анализа также используется мета-информация об объектах программы, представленная в виде документирующих комментариев. На основе всей собранной информации формируется готовая документация, как правило, в одном из общепринятых форматов -- HTML, HTMLHelp, PDF, RTF и других.
Документирующие комментарии.
Документирующий комментарий -- это особым образом оформленный
Инструментальное программное обеспечение (ИПО) - программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ.
Применяется инструментальное обеспечение в фазе разработки. Инструментальное программное обеспечение - это совокупность программ, используемых для помощи программистам в их работе, для помощи руководителям разработки программного обеспечения в их стремлении проконтролировать процесс разработки и получаемую продукцию. Наиболее известными представителями этой части программного обеспечения являются программы трансляторов с языков программирования, которые помогают программистам писать машинные команды. Инструментальными программами являются трансляторы с языков Фортран, Кобол, Джо-виал, Бейсик, АПЛ и Паскаль. Они облегчают процесс создания новых рабочих программ. Однако трансляторы с языков это только наиболее известная часть инструментальных программ; существует же их великое множество.
Использование вычислительных машин для помощи в создании новых программ далеко не очевидно для людей, не являющихся профессиональными программистами. Часто же бывает так, что профессионалы рассказывают об инструментальном (фаза разработки) и системном (фаза использования) программном обеспечении на едином дыхании, предполагая, что не посвященному в тайны их мастерства известно об этой роли инструментального программного обеспечения. Так же как и в фазе использования (для прикладных программ), системное обеспечение работает и в фазе разработки, но только совместно с инструментальным обеспечением. Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение - исполнимый код.
Исполнимый код - это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение.ЕХЕ или.СОМ.
В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:
Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования.
Borland C++ Builder - это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений.
Microsoft Visual Basic - это популярный инструмент для создания Windows-программ.
Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows
Таким образом, сущность инструментального программного обеспечения заключается в создании любой исполняемой программы, путем преобразования формально логических выражений в исполняемый машинный код, а также его контроль и корректировка.
Задачи и функции инструментального программного обеспечения
Для инструментального программного обеспечения, как особой разновидности программного обеспечения, характерны общие и частные
функции, как и для всего программного обеспечении в целом. Общие функции рассмотрены нами выше, а специализированными функциями, присущими только данному типу программ, являются:
1. Создание текста разрабатываемой программы с использованием специально установленных кодовых слов (языка программирования), а также определенного набора символов и их расположения в созданном файле - синтаксис программы.
2. Перевод текста создаваемой программы в машинно-ориентированный код, доступный для распознавания ЭВМ. В случае значительного объема создаваемой программы, она разбивается на отдельные модули и каждый из модулей переводится отдельно.
3. Соединение отдельных модулей в единый исполняемый код, с соблюдением необходимой структуры, обеспечение координации взаимодействия отдельных частей между собой.
4. Тестирование и контроль созданной программы, выявление и устранение формальных, логических и синтаксических ошибок, проверка программ на наличие запрещенных кодов, а также оценка работоспособности и потенциала созданной программы.
Виды инструментального программного обеспечения
Исходя из задач, поставленных перед инструментальным программным обеспечением, можно выделить большое количество различных по назначению видов инструментального программного обеспечения:
Текстовые редакторы
Интегрированные среды разработки
Компиляторы
Интерпретаторы
Линковщики
Парсеры и генераторы парсеров (см. Javacc)
Ассемблеры
Отладчики
Профилировщики
Генераторы документации
Средства анализа покрытия кода
Средства непрерывной интеграции
Средства автоматизированного тестирования
Системы управления версиями и др.
Следует отметить, что оболочки для создания прикладных программ создаются также инструментальными программами и поэтому могут быть отнесены к прикладным программам. Рассмотрим кратко назначения некоторых инструментальных программ.
Текстовые редакторы.
Текстовый редактор - компьютерная программа, предназначенная для обработки текстовых файлов, такой как создание и внесение изменений.
Состав САПР
САПР - система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования. В САПР обеспечивается удобство использования программ за счет применения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, специальных проблемно-ориентированных языков и наличия информационно-справочной базы.
Структурными составными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.
По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.
К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции, например:
· подсистема компоновки машины;
· подсистема проектирования сборочных единиц;
· подсистема проектирования деталей;
· подсистема проектирования схемы управления;
· подсистема технологического проектирования.
К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержания работоспособности проектирующих подсистем, например:
· подсистема графического отображения объектов проектирования;
· подсистема документирования;
· подсистема информационного поиска и др.
В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида проектирующих подсистем:
· объектно-ориентированные (объектные);
· объектно-независимые (инвариантные).
К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования, например:
· подсистема проектирования технологических систем;
· подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.
К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, например:
· подсистема расчетов деталей машин;
· подсистема расчетов режимов резания;
· подсистема расчета технико-экономических показателей и др.
Процесс проектирования реализуется в подсистемах в виде определенной последовательности проектных процедур и операций. Проектная процедура соответствует части проектной подсистемы, в результате выполнения которой принимается некоторое проектное решение. Она состоит из элементарных проектных операции, имеет твердо установленный порядок их выполнения и направлена на достижение локальной цели в процессе проектирования. Под проектной операцией понимают условно Выделенную часть проектной процедуры или элементарное действие, совершаемое конструктором в процессе проектирования. Примерами проектных процедур могут служить процедуры разработки кинематической или компоновочной схемы станка, технологии обработки изделий и т. п., а примерами проектных операций - расчет припусков, решение какого-либо уравнения и т. п.
Структурное единство подсистем САПР обеспечивается строгой регламентацией связей между различными видами обеспечения, объединенных общей для данной подсистемы целевой функцией. Различают следующие виды обеспечения:
· методическое обеспечение - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования;
· лингвистическое обеспечение - языки проектирования, терминология;
· математическое обеспечение - методы, математические модели, алгоритмы;
· программное обеспечение - документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы;
· техническое обеспечение - устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства и их сочетания;
· информационное обеспечение - документы, содержащие описание стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов, комплектующих изделий, материалов и другие данные;
· организационное обеспечение - положения и инструкции, приказы, штатное расписание и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом средств автоматизации проектирования.
· 64 CALS-технологии .
CALS-технологии служат средством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники.
В современных условиях становления глобального информационного общества роль информации и информационных технологий в подготовке будущего специалиста значительно возрастает. В ближайшем будущем стратегический потенциал общества будут составлять не энергетические ресурсы, а информация и научные знания. Информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития общества, существенно влияет на ускоренное развитие науки, техники и различных отраслей производства, играет значительную роль в процессе модернизации образования. Ценностно-смысловая характеристика образования в вузе и профессиональная деятельность специалистов должна выражаться в формировании интеллектуальной профессиональной среды, наиболее полно реализующей задачи научно-исследовательской и проектной деятельности.
Широкая компьютеризация всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности служит для повышения эффективности производства. В условиях рыночной экономики конкурентную борьбу успешно выдерживают только предприятия, применяющие в своей деятельности современные информационные технологии.
Именно информационные технологии, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повышать производительность труда и качество продукции и в то же время значительно сокращать сроки постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей. Все сказанное в первую очередь относится к сложной наукоемкой продукции, в том числе к продукции технического назначения.
Опыт, накопленный в процессе внедрения разнообразных автономных информационных систем, позволил осознать необходимость интеграции различных информационных технологий в единый комплекс, базирующийся на создании в рамках предприятия или группы предприятий (виртуального предприятия) интегрированной информационной среды, поддерживающей все этапы жизненного цикла выпускаемой продукции. Профессиональная среда наиболее полно раскрывает возможности для профессионального совершенствования, используя новые информационные технологии в науке и в сфере управления производственными процессами. Инновационные технологии в области индустрии переработки информации с внедрением CALS-(Continuous Acquisition and Life cycle Support) технологии – непрерывной информационной поддержки жизненного цикла проектируемого объекта, переводит автоматизацию управления производственными процессами на новый уровень.
Использование информационных технологий, основанных на идеологии CALS, является одним из факторов, способствующих более эффективному внедрению системы автоматизированного управления предприятием.
CALS-технологии служат средством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники.
Суть концепции CALS состоит в применении принципов и технологий информационной поддержки на всех стадиях жизненного цикла продукции, основанного на использовании интегрированной информационной среды, обеспечивающей единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Эти принципы и технологии реализуются в соответствии с требованиями международных стандартов, регламентирующих правила управления и взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными .
При использовании CALS-технологии повышается качество изделий за счет более полного учета имеющейся информации при проектировании и принятии управленческих решений, а также сокращаются материальные и временные затраты на проектирование и изготовление продукции. В процессе внедрения данной технологии обоснованность решений, принимаемых в автоматизированной системе управления предприятием (АСУП), будет выше, если лицо, принимающее решение и соответствующие программы управления, имеет оперативный доступ не только к базе данных АСУП, но и к базам данных других автоматизированных систем и, следовательно, может оптимизировать планы работ, содержание заявок, распределение исполнителей, выделение финансов и т.п. При этом под оперативным доступом следует понимать не просто возможность считывания данных из базы данных, но и легкость их правильной интерпретации, т.е. согласованность по синтаксису и семантике с протоколами, принятыми в АСУП. Технологические подсистемы должны с высокой точностью воспринимать и правильно интерпретировать данные, поступающие от подсистем автоматизированного конструирования. Этого не так легко добиться, если основное предприятие и организации-смежники работают с разными автоматизированными системами . Кроме того, становится актуальной проблема защиты информации по всему периметру действия технологических подсистем.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания ранее выполненных удачных разработок компонентов и устройств, многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю CALS-технологии. Доступность и защита опять же обеспечиваются согласованностью форматов, способов, руководств в разных частях общей интегрированной системы. Кроме того, появляются более широкие возможности для специализации предприятий, вплоть до создания виртуальных предприятий, что также способствует снижению затрат.
В процессе внедрения CALS-технологии существенно снижаются затраты на эксплуатацию, благодаря реализации функций интегрированной логистической поддержки. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п. Эти преимущества интеграции данных достигаются применением современных CALS-технологий.
Промышленные автоматизированные системы могут работать автономно, и в настоящее время организация процесса управления производством происходит на этой основе. Однако эффективность автоматизации будет заметно выше, если данные, генерируемые в одной из систем, будут доступны в других системах, поскольку принимаемые в них решения станут более обоснованными .
Опыт внедрения CALS-технологии показывает, чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем, требуется создание единого информационного пространства в рамках как отдельных предприятий, так и, что более важно, в рамках объединения предприятий. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных этапах их жизненного цикла.
Унификация формы достигается использованием стандартных форматов и языков представления информации в межпрограммных обменах и при документировании.
Унификация содержания, понимаемая как однозначная правильная интерпретация данных о конкретном изделии на всех этапах его жизненного цикла, обеспечивается разработкой онтологий (метаописаний) приложений, закрепляемых в прикладных протоколах CALS.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»
Кафедра информационного обеспечения
И моделирования агроэкономических систем
По дисциплине
«Экономическая информатика»
Выполнил: студент ЭПс-1
заочного отделения
Мамычев Д.А.
Шифр УЭэко-15126
Проверил:_________________
Воронеж 2016
1. Инструментальные программные средства. Трансляторы и их типы. Системы программирования.
2. Пакеты обработки графической информации.
3. Глобальная компьютерная сеть internet: основные понятия.
4. Список литературы.
Инструментальные программные средства. Трансляторы и их типы. Системы программирования.
Инструментальные программные средства – программы позволяющие модифицировать мультимедийные файлы и создавать мультимедийные приложения.
Инструментальные программные средства – это пакеты программ для создания мультимедийных приложений:
− редакторы неподвижных графических изображений,
− средства создания анимированных GIF-файлов,
− средства аудио- и видеомонтажа,
− средства создания презентаций,
− средства распознавания текстов, введенных со сканера,
− средства создания обучающих программ,
− системы создания приложений виртуальной реальности и другие.
Инструментальные средства существенно расширяют возможности управления мультимедийными устройствами по сравнению с теми, которые предоставляют системные средства, но это всегда платные продукты и некоторые из них стоят очень дорого, например профессиональные системы видеомонтажа.
Трансляторы и их типы.
Поскольку текст, записанный на языке программирования, непонятен компьютеру, то требуется перевести его на машинный код. Такой перевод программы с языка программирования на язык машинных кодов называется трансляцией, а выполняется она специальными программами – трансляторами.
Транслятор - обслуживающая программа, преобразующая исходную программу, предоставленную на входном языке программирования, в рабочую программу, представленную на объектном языке.
В настоящее время трансляторы разделяются на три основные группы: ассемблеры, компиляторы и интерпретаторы.
Ассемблер - системная обслуживающая программа, которая преобразует символические конструкции в команды машинного языка. Специфической чертой ассемблеров является то, что они осуществляют дословную трансляцию одной символической команды в одну машинную. Таким образом, язык ассемблера (еще называется автокодом) предназначен для облегчения восприятия системы команд компьютера и ускорения программирования в этой системе команд. Программисту гораздо легче запомнить мнемоническое обозначение машинных команд, чем их двоичный код.Вместе с тем, язык ассемблера, кроме аналогов машинных команд, содержит множество дополнительных директив, облегчающих, в частности, управление ресурсами компьютера, написание повторяющихся фрагментов, построение многомодульных программ. Поэтому выразительность языка намного богаче, чем просто языка символического кодирования, что значительно повышает эффективность программирования.
Компилятор - это обслуживающая программа, выполняющая трансляцию на машинный язык программы, записанной на исходном языке программирования. Также как и ассемблер, компилятор обеспечивает преобразование программы с одного языка на другой (чаще всего, в язык конкретного компьютера). Вместе с тем, команды исходного языка значительно отличаются по организации и мощности от команд машинного языка. Существуют языки, в которых одна команда исходного языка транслируется в 7-10 машинных команд. Однако есть и такие языки, в которых каждой команде может соответствовать 100 и более машинных команд (например, Пролог). Кроме того, в исходных языках достаточно часто используется строгая типизация данных, осуществляемая через их предварительное описание. Программирование может опираться не на кодирование алгоритма, а на тщательное обдумывание структур данных или классов. Процесс трансляции с таких языков обычно называется компиляцией, а исходные языки обычно относятся к языкам программирования высокого уровня (или высокоуровневым языкам). Абстрагирование языка программирования от системы команд компьютера привело к независимому созданию самых разнообразных языков, ориентированных на решение конкретных задач. Появились языки для научных расчетов, экономических расчетов, доступа к базам данных и другие.
Интерпретатор - программа или устройство, осуществляющее пооператорную трансляцию и выполнение исходной программы. В отличие от компилятора, интерпретатор не порождает на выходе программу на машинном языке. Распознав команду исходного языка, он тут же выполняет ее. Как в компиляторах, так и в интерпретаторах используются одинаковые методы анализа исходного текста программы. Но интерпретатор позволяет начать обработку данных после написания даже одной команды. Это делает процесс разработки и отладки программ более гибким. Кроме того, отсутствие выходного машинного кода позволяет не "захламлять" внешние устройства дополнительными файлами, а сам интерпретатор можно достаточно легко адаптировать к любым машинным архитектурам, разработав его только один раз на широко распространенном языке программирования. Поэтому, интерпретируемые языки, типа Java Script, VB Script, получили широкое распространение. Недостатком интерпретаторов является низкая скорость выполнения программ. Обычно интерпретируемые программы выполняются в 50-100 раз медленнее программ, написанных в машинных кодах.
Любой транслятор выполняет следующие основные задачи:
Анализирует транслируемую программу, в частности определяет, содержит ли она синтаксические ошибки;
Генерирует выходную программу (ее часто называют объектной) на языке машинных команд;
Распределяет память для объектной программы.
Системы программирования.
Системы программирования – это комплекс инструментальных программных средств, предназначенных для работы с программами на одном из языков программирования. Системы программирования представляют сервисные возможности программистам для разработки их собственных компьютерных программ.
В настоящее время разработка любого системного и прикладного программного обеспечения осуществляется с помощью систем программирования, в состав которых входят:
Трансляторы с языков высокого уровня;
Средства редактирования, компоновки и загрузки программ;
Макроассемблеры (машинно-ориентированные языки);
Отладчики машинных программ.
Системы программирования, как правило, включают в себя:
Текстовый редактор (Edit), осуществляющий функции записи и редактирования исходного текста программы;
Загрузчик программ(Load), позволяющий выбрать из директория нужный текстовый файл программы;
Запускатель программ (Run), осуществляющий процесс выполнения программы;
Компилятор (Compile), предназначенный для компиляции или интерпретации исходного текста программы в машинный код с диагностикой синтаксических и семантических (логических) ошибок;
Отладчик (Debug), выполняющий сервисные функции по отладке и тестированию программы;
Диспетчер файлов (File), предоставляющий возможность выполнять операции с файлами: сохранение, поиск, уничтожение и т.п.
2.Пакеты обработки графической информации.
Программные средства создания и обработки графической информации подразделяются на:
Графические редакторы, предназначенные преимущественно для создания и обработки плоскостных изображений;
Пакеты компьютерной графики для полиграфии, позволяющие дополнять текст иллюстрациями разного формата, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать;
Программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;
Пакеты трехмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов.
Все компьютерные изображения разделяют на два типа: растровые и векторные.
Растровая графика. Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую.
Можно создать растровое графическое изображение и непосредственно на компьютере с использованием графического редактора, загрузить с CD-ROM или DVD-ROM дисков, или «скачать» из Интернета.
Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет. Пиксель – это минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет.
Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пикселы. Хранение каждого пиксела требует определенного количества бит (глубина цвета), которое зависит от количества цветов в изображении.
Растровые графические изображения многоцветных фотографий и иллюстраций получают с помощью сканера. Такие изображения обычно имеют большой размер и большую глубину цвета (24 или 36 бит на точку). В результате файлы, хранящие растровые изображения, имеют большой информационный объем.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При увеличении – увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.
Векторная графика. Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т.д.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. Системы компьютерного черчения и автоматизированного проектирования (САПР), программы обработки трехмерной графики базируются на векторной графике.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т.д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.
Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, поскольку масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).
В зависимости от метода описания графических данных осуществляется и разбиение на типы графических редакторов.
Графический редактор – это программа, предназначенная для создания различного рода изображений, начиная с простейших и заканчивая видеоматериалами.
Растровые графические редакторы (PaintBrush, PhotoShop) основаны на битовом методе передачи изображений. Они обрабатывают достаточно подробные сканируемые образы. Выполняя ретуширование, изменение цветов, их оттенков и контрастов, растирание и штриховку, изменение направления тени и контуров. Длина битовых файлов велика из-за большого количества обрабатываемых экранных точек, что позволяет использовать большое количество цветов и детально редактировать изображение. Сканирование образа может быть осуществлено в черно-белом изображении, в серых оттенкахи тонах и цветным образом. Для растровых графических редакторов необходимо подобрать угол и тип растра (блочный, линейный, точечный и т.д.), разрешающую способность. Для цветных изображений регулируют яркость и контраст по каждому из цветов, составляющих гамму графического изображения. Готовые рисунки хранятся в отдельных файлах и могут быть доступны для использования.
Векторные графические редакторы (Adobe Fireworks, ConceptDraw PRO, CorelDRAW)
Для создания сложных рисунков с точными, сложными и четкими границами используют главным образом векторный редактор, одним из основных инструментов которого являются кривые Безье, позволяющие рисовать кривые (ломаные, прямые и гладкие) по сегментам с точным размещением узловых (опорных) точек и контролем над формой каждого сегмента. Кривую Безье можно представить как результат поступательной детализации формы многоугольника, выстраиваемого последовательным соединением определяющих форму контрольных точек. Кривая, направляясь от начальной точки многоугольника к ее конечной точке, притягивается, как магнитом к промежуточным, определяющим форму опорным точкам, через которые сама не проходит. Благодаря особым свойствам, простоте задания и возможности манипулировать, кривые Безье широко используются для моделирования гладких линий в компьютерной графике. В арсенале инструментов, которым обладает каждый редактор векторной графики, обязательно присутствуют "Заливка", "Текст", "Карандаш" и базовый набор геометрических фигур (т. н. примитивов), которые составляет основу большинства графических конструкций.
3.Глобальная компьютерная сеть internet: основные понятия.
Интернет (от англ. inter - «между» и net - «сеть, паутина») представляет собой совокупность компьютерных сетей, связывающих военные, правительственные, образовательные, коммерческие институты, а также отдельных граждан.
Сервером сети Интернет (web-сервером или http-сервером) называется программно-аппаратный комплекс, установленный на компьютере, подключенном к высокоскоростной магистрали Интернета. Такие компьютеры также называют серверами. Основная функция сервера - поиск и передача на пользовательский компьютер информации, запрашиваемой клиентскими программами, в частности браузерами.
Правомерно разное употребление термина сервер. Пользователи Интернета называют сервером большие web-узлы вместе с их информационным наполнением, web-дизайнеры и программисты понимают под сервером специальные программы для передачи данных из Интернета на пользовательский компьютер, системные администраторы и специалисты, обслуживающие локальные сети, - сами компьютеры, на которых установлены подобные программы.
Браузер представляет собой клиентскую программу для работы в Интернете, которая обращается к серверу, читает документ, сверстанный средствами HTML, интерпретирует полученную информацию и отображает содержание документа. Наиболее известными в России браузерами являются Internet Explorer, Opera, Google Chrome, Mozilla Firefox и др.
Web-сайт (от англ. site - «участок») - это набор web-страниц, связанных между собой ссылками и хранящихся на одном сервере. Набор Web-сайтов, которые связаны между собой ссылками и хранятся на разных серверах, называется Web-порталом.
Функционирование технологии сети Интернет напрямую зависит от протокола - набора правил, оговаривающих все, что связано с работой в сети. Технология передачи данных в Интернете базируется на протоколе TCP/IP (IP (Internet Protocol) - «протокол Интернета», TCP (Transmission Control Protocol) - «протокол управления передачей») - общепринятом стандарте, описывающем правила отправки и приема информации между несколькими подключенными к сети компьютерами.
TCP/IP для каждого работающего в Интернете компьютера определяет собственный IP-адрес, состоящий из четырех числовых последовательностей, разделенных точкой (например 195.85.105.160). В любой позиции каждое значение может изменяться от 0 до 255. Для удобства пользователей в Интернете разработана система доменных имен - DNS (Domain Name System). Служба доменных имен осуществляет преобразование доменного имени в числовой IP- адрес. Компьютеры, выполняющие такое преобразование, называются DNS- серверами.
Согласно спецификации DNS, все виртуальное пространство Интернета делится на домены - логические зоны, управляемые одним или несколькими специальными компьютерами. Иерархия доменных адресов может быть как региональной, так и в зависимости от вида деятельности хозяйствующего субъекта.Самые крупные единицы DNS называют доменами первого уровня, которые охватывают глобальные участки Интернета по следующим признакам:
Com, .biz - коммерческие предприятия;
Net - изначально присваивалось организациям, отвечающим за поддержку сети Интернет, сейчас также используются для коммерческих хозяйствующих субъектов;
Edu - образовательные учреждения;
Org - некоммерческие и общественные организации;
Gov - правительственные учреждения;
Mil - военные учреждения;
Int - международные организации, которые созданы на основании договоров или являются частью инфраструктуры Интернет;
Name - частные лица;
Info - не лимитируется;
Ru, .ua и др. - сокращения для стран, принятые комитетом по стандартам ISO.
Ступенью ниже в иерархии DNS стоят домены второго уровня, которые непосредственно зависят от домена первого уровня. Домены второго уровня принадлежат муниципальными или коммерческим организациям (например, spb.ru, ifmo.ru).
Домен второго уровня может содержать только 22 символа (буквы, числа и тире). При этом нельзя зарегистрировать уже существующее доменное имя.
Существуют также домены третьего уровня, входящие в состав вышестоящего домена, (например, условный домен name.spb.ru). Также можно встретить домены четвертого, пятого и т.д. уровней.
URL (Uniform Resource Locator) представляет собой универсальное обозначение местонахождения ресурса (например, www.ifmo.ru).
Таким образом, в Интернете используются несколько разновидностей адресов:
1) IP-адрес - основной сетевой адрес, который присваивается каждому компьютеру при входе в сеть. Это глобальная нумерация, так как компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный IP-адрес. IP-адреса делятся на классы в соответствии с масштабом сети, к которой подключается пользователь.
2) доменный адрес. Перевод доменного адреса в IP-адрес происходит автоматически с помощью DNS системы.
3) URL-адрес - универсальный адрес, который применяется для обозначения имени каждого объекта хранения в Интернете.
Хостинг (от англ. hosting) - услуга по предоставлению дискового пространства для физического размещения информации на сервере, постоянно находящегося в сети. Как правило, в услугу хостинга входит предоставление места для почтовой корреспонденции, баз данных, DNS, файлового хранилища и т. п., а также поддержка функционирования соответствующих сервисов.
Электронные доски объявлений (BBS - Bulletin Board System) создают специализированные сетевые службы, деятельность которых посвящена определенной теме. BBS обычно содержит файлы с информацией, представляющей интерес для определенных групп пользователей, а также средства, позволяющие пользователям доски объявлений обмениваться информацией по интересующим их вопросам. Через BBS осуществляется техническое обслуживание: пользователи посылают вопросы, а персонал отвечает на них.
Web-сообщества пользуются финансовой поддержкой различных компаний и представляют собой сайты, члены которых обмениваются мнениями по интересующим их вопросам по принципу общности круга интересов.
Электронная почта (от англ. E-mail, email, сокр. от electronic mail) - способ передачи информации в компьютерных сетях, широко использующийся в Интернете. Основная особенность электронной почты заключается в том, что информация отправляется получателю не напрямую, а через промежуточное звено - электронный почтовый ящик, который представляет собой место на сервере, где сообщение хранится, пока его не запросит получатель. В большинстве случаев для доступа к почтовому ящику требуется наличие пароля. Доступ к почтовому серверу может предоставляться как через специальные почтовые программы (Microsoft Outlook, The Bat и др.), так и через web-интерфейс.
ICQ (акроним от англ. I seek you - «я ищу тебя») - служба, которая позволяет пользователям сети обмениваться сообщениями в реальном масштабе времени, а также организовывать чат, передавать файлы и др. Программа работает по протоколу OSCAR, который обеспечивает обмен мгновенными и оффлайновыми текстовыми сообщениями. В настоящее время служба принадлежит инвестиционному фонду Mail.ru Group (российская инвестиционная группа, специализирующаяся на инвестициях в интернет-проекты).
IRC (от англ. Internet Relay Chat - «ретранслируемый интернет-чат») - служба, в которой обмен сообщениями ведется без задержек.
IP-телефония - это технология, позволяющая использовать Интернет или любую другую IP-сеть в качестве средства организации и ведения телефонных разговоров.
Skype - бесплатное проприетарное программное обеспечение с закрытым кодом, обеспечивающее шифрованную голосовую связь через Интернет между компьютерами, а также платные услуги для связи с абонентами обычной телефонной сети. Создателями Skype являются Никлас Зеннстрём (Niklas Zennstrom) и Янус Фриис (Janus Friis). Первый релиз программы и сайт появились в сентябре 2003 года.
Таблица 1. Расчет прибыли фирмы
| № п/п | Показатели | Год | Итого за год | |||
| 1 кв. | 2 кв. | 3 кв. | 4 кв. | |||
| Торговые доходы | ||||||
| Торговые расходы | ||||||
| Валовая прибыль | ||||||
| Расходы на зарплату | ||||||
| Расходы на рекламу | ||||||
| Накладные расходы | ||||||
| Общие затраты | ||||||
| Производственная прибыль | ||||||
| Удельная валовая прибыль | 0,099010177 | 0,118613565 | 0,074808144 | 0,121404967 | 0,4138369 |
Таблица 2. Структура затрат фирмы
Диаграмма 1. Структура затрат фирмы
Список используемой литературы:
1. Интернет ресурс http://eclib.net/
2. Интернет ресурс https://ru.wikipedia.org/
3. Интернет ресурс http://studopedia.ru/
К инструментальному программному обеспечению относятся средства разработки программного обеспечения. Это системы программирования, включающие программные средства, необходимые для автоматического построения машинного кода. Они являются инструментами для программистов- профессионалов и позволяют разрабатывать программы на различных языках программирования.
В состав средств разработки программного обеспечения входят следующие программы:
Языки, представляющие алгоритмы в виде последовательности читаемых (не двоично-кодированных) команд, называются алгоритмическими языками. Алгоритмические языки подразделяются на машинно-ориентированные, процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные.
Машинно-ориентированные языки относятся к языкам программирования низкого уровня – программирование на них наиболее трудоемко, но позволяет создавать оптимальные программы, максимально учитывающие функционально-структурные особенности конкретного компьютера. Программы на этих языках, при прочих равных условиях, будут более короткими и быстрыми. Кроме того, знание основ программирования на машинно-ориентированном языке позволяет специалисту подробнейшим образом разобраться с архитектурой компьютера. Большинство команд машинно-ориентированных языков при трансляции (переводе) на машинный (двоичный) язык генерируют одну машинную команду.
Процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки относятся к языкам высокого уровня, использующим макрокоманды. Макрокоманда при трансляции генерирует много машинных команд (для процедурноориентированного языка это соотношение в среднем "1 к десяткам машинных команд", а для проблемно-ориентированного – "1 к сотням машинных команд". Процедурноориентированные языки программирования являются самыми используемыми (Basic, Visual Basic, Pascal, Borland Delphi, С и др.). В этом случае программист должен описывать всю процедуру решения задачи, тогда как проблемно-ориентированные языки (их называют также непроцедурными) позволяют лишь формально идентифицировать проблему и указать состав, структуры представления и форматы входной и выходной информации для задачи.
При выполнении инструкций программ компьютеру необходимо преобразовать удобные для человеческого восприятия операторы, написанные на каком-либо языке программирования, в форму, попятную для компьютера. Инструментальное программное обеспечение имеет специальные программы, транслирующие (translate) текст программ, написанных на различных языках программирования, в машинные коды, которые затем выполняются компьютером. Этот вид программного обеспечения называется компилятором или интерпретатором. Текст программы, написанной на языке программирования высокого уровня, до того как быть преобразованным в машинные коды, называется исходным кодом (source code). Компилятор (compiler) преобразует исходный код в машинные коды, называемые объектным кодом (object code) – программой на выходном языке транслятора. Перед выполнением происходит процесс редактирования связей (linkage editing), заключающийся в том, что модули выходной программы объединяются с другими модулями объектного кода, содержащими, например, данные. Результирующий загрузочный модуль – это команды, непосредственно выполняемые компьютером. Некоторые языки программирования содержат не компилятор, а интерпретатор (interpreter), который преобразует каждое отдельное выражение исходного кода в машинные коды и сразу выполняет их. Интерпретатор удобен на этапе отладки программы, так как обеспечивает быструю обратную связь при обнаружении ошибки в исходном коде. Основы программирования на языке высокого уровня Visual Basic изложены в гл. 12 настоящего учебника.
К инструментальному ПО относят также некоторые системы управления базами данных (СУБД). СУБД – это специализированный комплекс программ, предназначенный для организации и ведения баз данных. Так как системы управления базами данных не являются обязательным компонентом вычислительной системы, их не относят к системному программному обеспечению. А так как отдельные СУБД осуществляют лишь служебную функцию при работе других видов программ (веб-серверы, серверы приложений), их не всегда можно отнести к прикладному программному обеспечению. По этим причинам их часто относят к инструментальному программному обеспечению.
Основные функции таких СУБД:
Теоретические основы СУБД описаны выше (параграф 3.2), а практическое применение описано в гл. 10.
