Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

История развития прикладного программного обеспечения (Классификация и характеристики программных средств ПК)

Содержание:

Введение

Персональный компьютер-это настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности [1]. ПК часто используют для выполнения разнообразных действий для обработки информации. Сегодня любому современному компьютеру не составит труда хранить, передавать, принимать информацию, и конечно, ПК с легкостью справится с любой задачей по изменению данных. Для этого необходимо задать на понятном языке точный и подробный алгоритм действий.

Для превращения компьютера в рабочее место нужно подобрать программы, подходящие для определённого рода деятельности. Так как на сегодняшний день компьютер используют практически в каждой профессии, требуется все более разнообразное программное обеспечение для решения задач в различных областях применения ПК. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам программного обеспечения больше возможностей для создания программ в более узких областях.

При своем выполнении программы могут использовать различные устройства для ввода и вывода данных, также как человеческий мозг пользуется органами чувств для получения и передачи информации. Сам по себе ПК не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все операции выполняют программы, установленные на нем. Поэтому не стоит забывать, что за все совершенные действия отвечает установленное ПО.

В настоящее время весь комплекс ПО делится на системные и пользовательские программы. Системное программное обеспечение выполняет функции «организатора» всех частей ПК, а также подключенных к нему внешних устройств. Программы для пользователей служат для выполнения каких – либо конкретных задач во всех сферах человеческой деятельности.

Тема развития прикладного ПО актуальна, так как это развитие происходит постоянно, и не заканчивается. Очень важно отслеживать тенденции изменения на рынке программ. Потому что большинство людей в своей деятельности используют определенные ПО.

Целью работы является ознакомление с теоретической частью, изучение основных пакетов программного обеспечения на современном рынке.

Задачи:

Узнать, что такое «Прикладное программное обеспечение»;
Отследить динамику изменений;
Найти конкретные примеры ППО.

Глава 1. Прикладное программное обеспечение

1.1 Классификация и характеристики программных средств ПК

В современных информационных технологиях в качестве основного технического средства для обработки информации используется компьютер, представляющий собой техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса обработки информации и вычислений на основе принципа программного управления. В данном определении используется термин техническая система, который подчеркивает взаимосвязь аппаратных и программных средств компьютера.

Программные средства представляют собой общее понятие, которое включает два основных понятия: программное обеспечение (ПО) и программный продукт. Поэтому, при рассмотрении классификации ПС нужно отталкивать от этого понятия.

ПС (Program Software) — набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связанных с ними документации и данных. ПО (Software) — полный набор или часть программ, процедур, правил и связанной с ними документации системы обработки информации. При этом согласно этому стандарту ПО — интеллектуальный продукт, не зависящий от среды, в которой он записан. Программный продукт (Softwareproduct) — набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связанных с ними документации и данных, предназначенных для поставки пользователю. Программный продукт реализуется с помощью продаж.

Для определения классификации программный средств используют три признака: распространение, характер использования и функциональное назначение.

По характеру распространения программные средства делят на:

Легальные;
Нелегальные.

Первая группа ПС распространяется и приобретается официальным путем, точнее программные средства этой группы имеют сертификаты на распространение и защищены, как интеллектуальная собственность разработчиков. При приобретении таких программных средств покупателю доступны ключ или пароль для регистрации, последующих обновлений и поддержки со стороны разработчика. Бесплатные компьютерные программы свободно распространяются в основном через компьютерные сети, а их работоспособность чаще всего обеспечивается самими пользователями.

Вторая группа — ПС, которые распространяются и приобретаются нелегальным путем, точнее не имеют соответствующих разрешений на распространение. Основная часть нелегальных ПС представляет собой «взломанные» коммерческие программы известных фирм — производителей программных средств. Также такие ПС называют «пиратскими версиями». Под взломом программного средства понимается устранение программным путем средств защиты к их использованию, которые имеют практически все коммерческие программы. Например, до официального распространения (январь 2007) новой операционной системы (ОС) Windows Vista американской корпорации Microsoft в Восточной Европе и Азии, в России, Китае и ряде других странах появились пиратские версии ОС. Другая часть нелегальных ПС представляет собой вредоносные вирусы и компьютерные игровые программы, запрещенные законодательством по разным причинам. Первые предназначены для несогласованных действий с целью нарушения работы компьютерной сети, получения доступа к файлам и т.д., вторые имеют сомнительный характер (компьютерные порнографические игры; игры, связанные с насилием и т.д.). Но борьба с созданием нелегальных программных средств будет продолжительной, поскольку существует ряд причин, обусловливающих распространение нелегальных ПС: нежелание пользователей платить деньга за лицензионные программы; несовершенство законов по защите авторских прав; бесплатная реклама для многих производителей ПС и т.д.

По характеру использования программные средства делятся на: ПО утилитарного назначения и программный продукт. Программное обеспечение утилитарного назначения предназначено для самих разработчиков, оно ориентировано на решение конкретных задач, стоящих перед разработчиками, например, сервисная обработка данных.

Программные продукты предназначены для удовлетворения потребностей пользователей и реализуются путем продаж, например, с помощью соответствующих организаций, приобретающих у производителей продукт и поставляющих их конечному потребителю. Программные продукты должны быть соответствующим образом подготовлены к эксплуатации, иметь необходимую техническую документацию, представлять сервис и гарантию надежной работы программы, иметь соответствующую упаковку и товарный знак изготовителя.

По функциональному назначению различают три класса ПО:

• системное программное обеспечение (system software);

• прикладное программное обеспечение (application program);

• системы программирования (programmingsystem) или инструментальные системы.

Системное ПО представляет собой совокупность программ и программных комплексов, предназначенных для обеспечения работы аппаратных частей компьютеров и компьютерных сетей. Компьютерные программы, относящиеся к системному ПО, не решают конкретных задач пользователя, но создают условия для их решения.

Прикладное ПО представляет собой совокупность программ и пакетов программ, предназначенных для решения прикладных задач на компьютере пользователем, к которым можно отнести задачи в различных предметных областях.

Системы программирования представляют собой программы, предназначенные для разработки ПО. Данные программы обеспечивают среду (технологию) разработки компьютерных программ на том или ином языке программирования. Таким образом по функциональному назначению можно представить структуру, которая изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура программного обеспечения компьютера

1.2 Прикладное программное обеспечение

Программное обеспечение, служащее для эффективной разработки и выполнения конкретных, сложных комплексов задач пользователя, называется прикладным программным обеспечением. Оно работает под управлением операционной системы и состоит из пакетов программ фирменного изготовления и прикладных программ пользователя. Прикладное программное обеспечение создается в организациях, специализирующихся на создании программных продуктов и реализации их на рынках сбыта. Оно разрабатывается специалистами - системными аналитиками и программистами. Прикладное программное обеспечение представляет собой набор программ на машинных носителях и соответствующей документации, прежде всего руководств для пользователей, содержащих сведения о корректной работе с конкретными программами, которые применяются для решения задач определенной проблемной области.

Основную часть прикладного программного обеспечения составляют пакеты прикладных программ (ППП). Пакет прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения определённого класса задач по некоторой тематике. Пакеты разрабатываются таким образом, чтобы максимально упростить использование компьютера специалистами разных профессий, освободив их от необходимости изучения программирования и других областей знаний, связанных с компьютером. Это достигается за счёт так называемого дружественного интерфейса. При этом пользователь выполняет в режиме общения с компьютером набор действий, определённых входным языком пакета или следует указаниям встроенного средства (программного модуля) пошагового достижения результата, называемого мастером.

В настоящее время существует огромное количество ППП, охватывающих практически все стороны деятельности человека. Всё множество ППП можно разделить на два больших класса: пакеты общего назначения и специализированные пакеты. ППП общего назначения - универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя.

К пакетам общего назначения относятся:

текстовые (Word, WordPad) и графические (PhotoShop, Paint) редакторы;
электронные таблицы (Excel, Lotus 1-2-3);
системы управления базами данных (Access, Oracle);
средства подготовки презентаций (PowerPoint);
интегрированные ППП;
системы автоматизации проектирования (SolidWorks, КОМПАС-3D) и др.

В классе пакетов общего назначения особое место занимают интегрированные пакеты прикладных программ. Они представляют собой многофункциональный набор программ, в котором в одно целое соединены возможности различных функциональных пакетов общего назначения. Объединение позволяет не только полностью программам, имеющий одинаковый интерфейс, дополнять друг друга программы, но и дает возможность выполнять полный технологический процесс обработки данных в одном месте. Рассматриваемый класс программных средств очень разнообразен, так как средства компьютерной техники широко используются во многих сферах современной деятельности, создается автоматизированные информационные системы разнообразных предметных областей.

Проблемно-ориентированные ППП. Программные продукты данного класса можно классифицировать по разным признакам:

типам предметных областей;
типам информационным системам;
функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом, и др.

Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Что создало потребность в разработке большого числа прикладных программных пакетов похожего функционала и создало программный рынок:

автоматизированного бухгалтерского учета;
финансовой деятельности;
управления персоналом (кадровый учет);
управления материальными запасами;
управления производством;
банковские информационные системы и т. п.

Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:

создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест управленческого персонала;
создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих автоматизированные рабочие места в единый программный комплекс с архитектурой "клиент – сервер";
организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных в сети ЭВМ;
наличие простых языковых средств запросов к базе данных для пользователя;
создание программного обеспечения, позволяющего настраивать функции обработки данных непосредственно пользователями;
защита программ и данных от несанкционированного доступа.

Для подобного класса программ высоки требования к оперативности обработки данных. Так как очень большие объемы хранимой информации, что в свою очередь приводит к повышенным требованиям администрирования базы данных. Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание понятного интерфейса для конечных пользователей.

ППП автоматизированного проектирования. Программы этого класса предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, занимающихся построением чертежей, схем, диаграмм, графическим модулированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов. Отличительными особенностями этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

ППП общего назначения - содержат широкий перечень программных продуктов, поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей, этими программными продуктами, благодаря встроенным средствам технологии программирования, могут пользоваться и программисты для создания усложненных программ обработки данных. Представители данного класса программных продуктов – настольные системы управления базами данных, обеспечивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах, либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним.

В настоящее время наиболее широко представлены реляционные СУБД для персональных компьютеров, осуществляющие:

- 1. работу с базой данных через экранные формы;
  2. организацию запросов на поиск данных с помощью специальных языков запросов высокого уровня;
  3. генерацию отчётов различной структуры данных с подведением промежуточных и окончательных итогов;
  4. вычислительную обработку путём использования встроенных функций, программ, написанных с использованием языков программирования и макрокоманд.

Пользовательские приложения (прикладные программы), функционирующие в среде СУБД, создаются по типу меню работы конечного пользователя, каждая команда которого обеспечивает автоматизированное выполнение определенной функции. В современных СУБД (например, в СУБД Access 2.0) содержатся элементы CASE-технологии проектирования, в частности:

- - - визуализирована схема баз данных;
    - осуществлена автоматическая поддержка целостности баз данных при различных видах обработки (добавление, удаление или изменение данных в базе);
    - предоставляются инструменты для проектирования интерфейса под пользователя;
    - созданы для широкого использования прототипы (шаблоны) структур баз данных, форм, отчетов и т. д.

Всё это указывает на расширение функциональных возможностей СУБД как инструментального средства для создания приложений.

Серверы баз данных – успешно развивающийся вид программного обеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре "клиент – сервер". Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro и др.) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере – специально выделенном компьютере в централизованном виде, но сама обработка данных ведется на рабочих станциях. Серверы баз данных, напротив, всю обработку данных (хранение, поиск, извлечение и передачу клиенту) выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети. Общим для различных видов серверов баз данных является использование реляционного языка SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов для доступа к реляционным базам данных) для реализации запросов к данным.

Большинство серверов баз данных может использовать одновременно несколько платформ (Windows NT, Unix, OS/2 и др.), поддерживает широкий спектр протоколов передачи данных (IPX, TCP/IP, X.25 и др.). Самыми большими проблемами применения серверов баз данных являются обеспечение целостности баз данных, решение вопроса, связанного с дублированием данных по узлам сети и их синхронным обновлением. Генераторы отчётов – программные средства, имеющие самостоятельное направление развития, обеспечивающие реализацию запросов и формирование отчётов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой "клиент – сервер". Сервер отчётов подключается к серверу баз данных, используя все уровни передач и драйверы сервера баз данных. Серверы отчётов включают:

программы планирования используются для учёта времени для формирования отчётов по требованию пользователей, составления расписания выдачи и распространения отчётов по сети;
программы управления очередью запросов на формирование отчётов;
программы ведения словаря пользователей для разграничения доступа к сформированным отчётам;
программы ведения архива отчётов и др.

Подготовленные отчёты рассылаются клиентам по электронной почте или доставляются с помощью аналогичного средства. Серверы отчетов обычно поддерживают разнородные платформы, тем самым они эффективно работают в неоднородных вычислительных сетях.

Текстовые процессоры – программы, используемые для автоматического форматирования документов, вставки нарисованных объектов и графики в текст, составления оглавлений и указателей, проверки орфографии, шрифтового оформления, подготовки шаблонов документов. Примером развития данного направления программных продуктов являются издательские системы.

Табличный процессор – программы для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, программы специализированной обработки (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

Средства презентационной графики – специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений. Презентация может включать показ диаграмм и графиков. Все программы презентационной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу и программы для подготовки мультимедиа-презентации. Для работы этих программ необходимо также наличие специализированного оборудования – LCD (Liquid Crystal Desktop) – жидкокристаллической проекционной панели, которая просвечивается проектором для вывода изображения на экран, видеотехника. Презентация требует предварительного составления плана показа. Для каждого слайда выполняется проектирование: определяются содержание слайда, размер, состав элементов, способы их оформления и т. п. Данные для использования в слайдах можно готовить как вручную, так и получать в результате обмена из других программных систем.

Интегрированные пакеты – набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе. Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

СУБД;
текстовый редактор;
табличный процессор;
органайзер;
средства поддержки электронной почты;
программы создания презентаций;
графический редактор.

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют единообразный для различных компонентов интерфейс, благодаря этому обеспечивается относительная простота процесса освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

полнота информационных технологий для конечных пользователей;
однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета;
общий сервис для программ интегрированного пакета (например, словарь и средства орфографии для проверки правописания;
легкость обмена ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета (применяется два метода: DDE – динамический обмен данными и OLE – динамическая компоновка объектами), единообразный перенос объектов;
наличие единой языковой платформы для разбора макрокоманд, пользовательских программ;
возможность создания документов, интегрирующих в себе возможности различных программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так, из прикладной программы, в которой работает пользователь, можно отправить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Методо-ориентированные ППП состоят из программных продуктов, обеспечивающих математические, статические методы решения задач, причем неважно к какой предметной области относится задача. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций. Методы статистической обработки и анализа данных широко применяются, например, при описательной статистики, регрессионном анализе. На сегодняшний день табличные процессоры увеличили количество встроенных функций, работающих с информационными технологиями статистического анализа. Растет и необходимость в более узконаправленных программ статистической обработки, так как они обеспечивают многообразие методов и выдают высокую точность. На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчётов различного вида оформилось новое направление программных средств – управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.

Офисные ППП. Этот класс программных продуктов включает программы, обеспечивающие удобную организацию управления работой офиса:

1. Органайзеры – программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления сценария и итогов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книги. В состав программ-органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, календарь. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, смартфонов, планшетов.

2. Программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста включают:

программы-переводчики, предназначенные для создания подстрочника исходного текста на указанном языке;
словари орфографии, используемые при проверке текстов;
словари синонимов, используемые для стилевой правки текстов;
программы для распознавания считанной сканерами информации и преобразования в текстовое представление. К ним относятся:

ППП OCR Cunei Form 2.0 – обеспечивает распознавание смешанных русско-английских текстов, в формате RTF сохраняется текст и графические материалы;
ППП OCR Tiger – шрифтовая обучаемая система распознавания русского языка с возможностью автоматического выбора шрифта из библиотеки, обеспечивает многостраничный ввод текстов;
ППП Stylus Lingvo Office – реализует весь цикл «от листа до листа» – с помощью сканера осуществляется считывание текстового изображения, находящегося на печатном листе; FineReader осуществляет распознавание оптических образов и запись считанной информации в текстовом виде; Stylus for Windows выполняет перевод на указанный язык; корректор орфографии Lingvo Corrector и резидентный словарь Lingvo осуществляет проверку и правку. Результат перевода представляется в формате текстового редактора Word.

Коммуникационные ППП – предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами информационной сети. В условиях развития глобальной информационной сети Internet появился новый класс программного обеспечения – браузеры, средства создания WWW-страниц. Они различаются возможностями поддержки языка HTML, использованием цвета при оформлении фона, текста, форматированием текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т. п. Большинство браузеров используют язык Java. Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП.

Настольные издательские системы. Данный класс программ включает программы, обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности:

форматирование и редактирование текстов;
автоматическую разбивку текста на страницы;
создание заголовков;
компьютерную верстку печатной страницы;
монтирование графики;
подготовку иллюстраций и т. п.

ППП Adobe Page Maker 6.0 обеспечивает подготовку многостраничных цветных публикаций, гибкий дизайн страниц, высококачественную печать. Расширены возможности по верстке: неограниченное число страниц-шаблонов, которые могут использоваться в одной публикации; применение различных эффектов к цветным изображениям; настройка резкости и регулировка цветов в импортированных файлах; возможно закрепление расположения объектов на странице, автоматическое выравнивание объектов.

Программные средства мультимедиа отличаются созданием и обработкой аудио/видеофайлов для различных нужд пользователей. В основном продукты этого типа встречаются в создании материалов для обучения, формировании библиотечной базы знаний, осуществление продуктов, несущих развлекательный характер. Базы данных компьютерных изображений произведений искусства, библиотеки звуковых записей и будут составлять основу для прикладных обучающих систем, компьютерных игр, библиотечных каталогов и фондов.

Системы искусственного интеллекта – осуществляет отдельные функции интеллекта человека. Основными частями таких систем является интеллектуальный интерфейс с пользователем, база знаний, программа для создания логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

- программы-оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;
- готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предметных областей;
- системы управления базами знаний для поддержания семантических моделей.

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

диалоговый процессор на естественном языке;
планировщик, преобразующий описание задачи в программу решения на основе информации базы знаний;
монитор, осуществляющий управление компонентами интерфейса.

Специальное ПО разделяют на методо-ориентированные ППП и проблемно-ориентированные ППП.

Методо-ориентированные ППП характеризуются тем, что в их алгоритмической основе реализован экономико-математический метод, используемый для решения задач. К пакетам этой категории относятся программные средства, реализующие методы математического программирования (линейного, динамического, статистического), сетевого планирования и управления, теории массового обслуживания; математической статистики и др.

Проблемно-ориентированные ППП – это обширная группа пакетов программ, разработанных для автоматизации процессов решения различных функциональных задач в различных сферах деятельности. Практически нет ни одной предметной области, для которой не существует хотя бы одного ППП. Примерами проблемно-ориентированных пакетов могут служить пакеты, предназначенные для реализации информационных технологий обработки данных в конкретных областях экономики:

в бухгалтерской области – это программы автоматизации бухгалтерского учёта «1С: Бухгалтерия», «Парус», «Интеллект-Сервис» и др.;
в банковской деятельности – это программные продукты, предлагаемые фирмами «Диасофт», «Инверсия», «R-Style»;
информационно-справочные системы, такие, как «Консультант Плюс», «Гарант», «Юсис» и др.

Глава 2. Этапы развития программного обеспечения

Стремление расширить возможности ЭВМ и повысить эффективность их использования привело к созданию программного обеспечения (ПО). Эволюция вычислительных машин тесно связана с развитием их программного обеспечения. В истории развития программного обеспечения можно выделить следующие поколения:

Первое поколение – зарождение ПО.
Второе поколение – развитие ПО: использование алгоритмических языков и библиотек стандартных программ.
Третье поколение – широкое использование ПО, появление развитых операционных систем.
Четвертое поколение – ПО, дающее возможность коллективного использования ЭВМ.

2.1. Первое поколение

ЭВМ первого поколения реализовывали последовательный принцип действия, обладали относительно невысокой скоростью, и программист был в состоянии достаточно полно использовать их вычислительные возможности. Программист был единственной фигурой, имевшей контакт с ЭВМ, знал все тонкости работы с аппаратурой и вел отладку своих программ непосредственно с пульта машины. Квалификация математика-программиста сопутствовала умению быстро находить и исправлять ошибки в программах, хорошо ориентироваться за пультом ЭВМ.

На первом этапе программное обеспечение было тесно связано с машинным языком. Из-за большой трудоемкости процесса программирования на машинном языке редко удавалось написать программу без ошибок. Поэтому уходило много времени на отладку написанной программы, которая велась вручную за пультом машины. В процессе накопления программ появилась возможность ускорить написание новых программ, благодаря включению в них фрагментов ранее разработанных и реализующих необходимые функции. Развитие этой идеи привело к появлению наборов стандартных программ и правил пользования ими.

Чтобы автоматизировать работу по включению стандартных программ в программу пользователя, были созданы компилирующие и интерпретирующие программы. Компилирующая программа (система) работает однократно при вводе в память основной программы. При этом, в нужных местах вызываются соответствующие стандартные программы и вставляются в общую программу вычислений. Интерпретирующая программа работает всякий раз, когда возникает необходимость обращения к стандартной программе. Существовали и смешанные программы, использующие принципы компиляции и интерпретации.

Чтобы программы, записанные на машинном языке, имели большую наглядность, было создано символическое кодирование. Затем функции символического кодирования были расширены за счет того, что в адресной части символической записи были допущены выражения – макрокоманды. Так, постепенно, входные языки стали не чисто машинными, а машинно-ориентированными. Однако в основе этих языков продолжала оставаться система команд какой-либо конкретной ЭВМ. Специальные программы-трансляторы переводили программы с символического языка в систему команд машины. Таким образом, первое поколение программного обеспечения характеризуется программированием на языке машины с использованием стандартных программ, компилирующих и интерпретирующих систем, символического программирования, макрокоманд и ручного режима отладки.

Стандартные программы и системы их использования, появившиеся на первом этапе развития ПО, до сих пор не утратили своего назначения. К концу первого поколения в цепочке ЭВМ-программист появилась фигура оператора, выполняющего посреднические функции при отладке программ. На оператора легли обязанности по учету заданий программистов, по подбору исходных материалов для программы, по установке требуемых машинных носителей, по прогону программы и передаче результатов решения для последующего анализа.

2.2. Второе поколение

Переход к ЭВМ второго поколения сопровождался частичным отходом от последовательного принципа действия ЭВМ. Появление более быстрой оперативной памяти и центрального обрабатываемого устройства сделало экономически целесообразным совместить во времени процесс вычислений и операции обмена информацией с относительно медленно действующими внешними устройствами.

Стиль использования ЭВМ второго поколения характерен тем, что математик-программист не допускается в машинный вал. Программа, написанная программистом, попадает в группу обслуживания, которая занимается дальнейшей обработкой: перфорированием и пуском на машине. Для создания более эффективных результатов этого процесса, программисту предоставляются средства автономной отладки и средства управления режимом решения задачи.

Опыт использования машин первого поколения сделал очевидной несоответствие между временем, в которое ЭВМ занята вычислением, и временем, когда она используется для отладки. Из-за этого потребовалось искать пути решения возникающих в этой области проблем. Формулы решения были найдены в создании специальных программ, которые позволили возложить на компьютер часть функций по организации и управление вычислительным процессом. В функции этих программ входило :

Прием и подготовка к выполнению на ЭВМ потока соответствующим образом оформленных заданий на работу, выделение им необходимых ресурсов, планирование их выполнения, загрузка в память, информирование оператора о ходе вычислительного процесса и выполнение его указаний, если возникнет необходимость или оказывается желательным его вмешательство в процесс.
Организация одновременного выполнения нескольких задач. Порядок выполнения их определяется принятой системой приоритетов. Такая организация работ способствует более полной загрузке ресурсов машины и повышает ее общую пропускную способность, выраженную в количестве задач на единицу времени.
Организация обмена с внешними устройствами вычислительной системы. Рост номенклатуры внешних устройств, многообразие правил обращения к ним за данными, а также асинхронное выполнение ввода-вывода и процесса вычислений существенно усложнили написание программ обмена на физическом уровне. Развитая система управления данными предоставляет возможность программисту описывать обмен на логическом уровне, и сама формирует необходимые физические программы ввода-вывода в соответствии с указаниями программиста.
Выполнение вспомогательных работ, облегчающих реализацию различных этапов вычислительного процесса.

В это время начали интенсивно развиваться языки программирования, развитие получили языки программирования, ориентированные на определенные классы задач, а не на особенности ЭВМ. Перевод записи алгоритма с такого языка на язык конкретной машины выполняет специальная программа-транслятор. На этом этапе было создано множество систем программирования на базе машинно-ориентированных, процедурно-ориентированных, универсальных и специальных языков.

В целом, для машин первого и второго поколений было характерно накопление и предоставление пользователям разрозненных наборов программ. Низкая надежность оборудования и малые объемы запоминающих устройств ставили очень жесткие рамки для развития программного обеспечения и особенно для создания сложных взаимозависимым систем, комплексно решающих задачу обеспечения работы компьютера. Те же принципы препятствовали и применению ЭВМ для достаточно полной автоматизации процессов обработки информации, оперирующих с большими наборами данных.

Прогресс в технологии, существенное повышение надежности оборудования, рост объемов оперативной памяти и появление более быстродействующих и емких запоминающих устройств – магнитных дисков – создали условия, в которых оказалось возможным комплексное решение вопросов организации работы ЭВМ. Что исключило остановки при переходах от одного этапа решения задач к другому, либо при смене задачи, практически устранило ручные действия и обеспечило высокий коэффициент использования оборудования. Характер накопленного к этому времени программного обеспечения создавал серьезные трудности для реализации такого комплексного подхода. Каждая часть создавалась отдельно, без учета взаимодействия с другими частями, что привело к сложностям при установлении связей между разными частями программного обеспечения.

2.3. Третье поколение

При попытках свести разные программные обеспечения в единую систему, с помощью создания связующих программ, стало понятно, что решение проблем таким образом не появится. Появилась идея создания общего программного комплекса, вскоре такие программы получили название — операционные системы (ОС). Операционная система — это совокупность программ для управления оборудованием, данными, вычислительным процессом и связи оператора с машиной. То есть, это организованный набор программ и данных, разработанный специально для управления ресурсами вычислительной системы облегчения создания программ и управления процессом их выполнения с помощью вычислительной системы.

Эволюция программного обеспечения компьютера привела к созданию операционных систем, которые предоставляют обычному пользователю широкий ряд разнообразных функций, при этом ОС не позволяет работать на прямую с компьютером. Пользователь уже работает не просто на компьютере, а в вычислительной среде «ЭВМ – операционная система». Операционная система представляет собой программное продолжение устройств управления.

Программное обеспечение машин второго поколения содержало 350-400 тысяч команд, а только дисковая операционная система для ЕС ЭВМ содержала порядка 1 млн. команд. В 1975 г. закончена разработка операционной системы ОС – 4.0, позволяющей подключать к ЭВМ и обслуживать многих абонентов, оснащенных алфавитно-цифровыми графическими дисплеями. В 1976 году операционные системы содержали программы, общий объем которых превышает миллион машинных слов.

Операционная система позволяет использовать наиболее распространенные языки программирования того времени: фортран, Алгол-60, Кобол, ПЛ/1, РПГ. Для каждого из них создаются трансляторы и библиотеки стандартных программ. Использование названных языков и трансляторов открывает доступ к ЭВМ непрофессиональным пользователям. Трансляторы подробно сообщают об ошибках, обнаруженных как в процессе трансляции, так и при выполнении оттранслированных программ. Они имеют также развитые средства отладки. Кроме языков высокого уровня, операционная система позволяет применять машинно-ориентированный язык Ассемблер со средствами макроязыка, а также системные макрокоманды и макрокоманды пользователя.

Программное обеспечение ЭВМ строится открытым, т.е. его состав может постоянно расширятся, включать новые компоненты (модули), обеспечивающие развитие технических средств, методов обработки информации и расширение сфер применения. Все это послужило для дальнейшего развития и расширения возможностей программного обеспечения

Можно составить вывод, что в ту пору машины из устройства обработки информации, причем заранее введённой, превращаются в автомат, работающий в различных ситуациях, которые возникли во внешней среде. Благодаря этой трансформации появились специальные программы, которые работают с событиями внешней среды, а также обрабатывают задачи, появившиеся в машине. Операционной системе были назначены функции управления решения задач, организация ввода-вывода, обработка данных. В отличие от ЭВМ первых поколений более поздние машины выпускаются уже не в виде отдельной вычислительной установки, а создаются семейства моделей разной конфигурации и производительности, снабженные соответствующей операционной системой.

2.4. Четвертое поколение

Этапы эволюции взаимоотношения «человек-машина» представляются следующими: от прямого использования ЭВМ одним программистом, в распоряжении которого представлены все ресурсы машины, – через мультипрограммирование, когда программист полностью отстранен от машины, – к системам разделения времени и разговорному режиму, когда много программистов, сидя за своими индивидуальными пультами, управляют ходом решения своих задач независимо друг от друга и одновременно используют мощности ЭВМ.

Возможности компьютеров четвертого поколения позволяют значительно расширить состав программного обеспечения и перейти к программному обеспечению, позволяющему отказаться от традиционного программирования и организовать работу с машиной в форме диалога между пользователем и ЭВМ. Что предоставляет возможность увеличить область решаемых задач, включив в него проектирование предприятий, технологических линий больших систем. При этом результаты решения выдаются в виде комплектов чертежей, технологических карт, инструкций и описаний.

Поставлена задача о необходимости как можно скорее переходит к практике разработки, поставки, сборки и наладки потребителей полных комплексов технических и программных средств, составляющих законченные автоматизированные системы обработки данных различного класса. Одним из наиболее перспективных направлений в развитии общего программного обеспечения ЭВМ этого поколения является разработка пакетов программ, расширяющих функции операционных систем. С этих позиций следует отметить разработанные в 1976 г. пакеты KAMA (для управления телеобработкой данных) и ОКА (для управления базами данных). В ВЦ АН СССР разработана диалоговая информационно-логическая система ДИЛОС.

Эффективность использования средств вычислительной техники в значительной степени зависит от того, насколько совершенны способы разработки программ. Особого внимания заслуживает разработанный в 1976 году пакет программ, позволяющий автоматизировать технологию разработки программ – пакет RTK.

Структурные особенности машин четвертого поколения должны обеспечивать возможность объединения ЭВМ в многомашинные комплексы с развитыми устройствами обмена информацией внутри системы с большим количеством внешних каналов, с телефонными и телеграфными линиями, прямой связью с источниками информации. Они будут способствовать дальнейшему развитию понятий виртуальной памяти и усложнению ее структуры, улучшению способов отображения виртуальной памяти на физическую. Встают задачи создания архивов данных и средств визуального отображения, организации сложных операционных систем, организации поиска, хранения и зашиты данных.

Программное обеспечение усложняется в связи с повсеместным введением интерактивных вычислений – использование режима разделения времени. В целом, программное обеспечение четвертого поколения предусматривает обеспечение телеобработки, разработку диалоговых систем коллективного пользования, совершенствование систем управления данными путем обеспечения создания банка данных, обеспечения типовых многопроцессорных и многомашинных систем. Программное обеспечение содержит программы автоматического программирования. То есть специалист будет задавать задачу машине примерно так, как он ее обычно задает программисту, и не будет знать истинного алгоритма решения. Истинный алгоритм ее решения будет строить машина.

От поколения к поколению ЭВМ, стоимость электронных компонентов в вычислительных системах постоянно уменьшается, а затраты на программную часть неуклонно возрастают. По данным американских специалистов в 1965 году доля программного обеспечения составляла 5% от общей стоимости вычислительной системы, в 1976 г. – 75%, а к 1985 г., порой, превышала 90%. Стоимость выполнения одной команды за 10 лет, начиная с 1977г., снизилась на два порядка, а производительность программистов по-прежнему возрастала мало: примерно на З% в год.

Начала проявляться обратная тенденция, стали заменять большинство частей программных средств на аппаратные средства. Все простые и повторяющиеся программные шаги перевели в аппаратную часть. Системы программного обеспечения, основанные на более сложном оборудовании, соответственно тоже начали усложнятся и совершенствоваться, так как в них постоянно добавляют новые функции. Изначально аппаратная часть новых поколений вычислительных машин росла за счет блоков деления, арифметики с плавающей запятой, косвенной адресации и каналов внешних устройств. В последующий период были добавлены:

схемы для преобразования адресов по описателям (дескрипторам);
средства для мультипрограммирования и многопроцессорности;
разнообразные (реализованные, как правило, микропрограмм образом) макрокоманды;
аппаратное управление памятью иерархической структуры;
аппаратура для примитивного планирования.

К сожалению, пришлось столкнуться с проблемой торможения в современных вычислительных комплексах, так как системное программирование стало непосильно сложным и трудоемким. Поэтому возник единый интегральный подход к проектированию новых ЭВМ и их программного обеспечения. Главная задача состоит в оптимальном сбалансировании аппаратных и программных возможностей для обеспечения наибольшей производительности работы системы «человек-машина». Основным путем сокращения затрат и сроков создания программного обеспечения является усиление технических возможностей самих ЭВМ за счет аппаратной реализации более сложных элементов алгоритмических процессов.

В ЭВМ иногда стала чаще использоваться интерпретация, при которой программа, в процессе ее выполнения, остается записанной в исходном языке, а специальная программа-интерпретатор просматривает кусок за куском исходную программу и формирует последовательности машинных команд, выполняющих работу.

Преимущества интерпретации проявляются особенно заметно, когда интерпретирующая система встраивается в конструкцию ЭВМ, а не прикладывается к ней в виде специальных программ. Были сконструированы в ЭВМ серии «Мир». При создании 4-го поколения ЭВМ — это направление становится все более популярным. Его реализации фактически приводит к тому, что машинные языки подтягиваются на уровень языков пользователя, открывая новые возможности их развития.

Основным средством общения с ЭВМ являются алгоритмические языки. Их количество и разнообразие неуклонно возрастает: уже в 1977 г. их было несколько тысяч. Все больше сил уделяется созданию программных процессоров реализации языков. Наиболее крупным проектом является проект многоязыковой системы программирования БЕТА, разработанной коллективом ВЦ СО АН СССР под руководством А.П. Ершова. Система ориентирована на языки Алгол-68, PL/1, SIMULA и др.

В производстве ЭВМ освоен и широко применяется метод микропрограммной реализации команд высокого уровня. Бурно развивается система памяти ЭВМ, претерпела существенные изменения их общая архитектура и организация. Введена и реализована во многих ЭВМ виртуальная память наряду со страничной (сегментной) ее организацией. От программной страничной организации памяти постепенно идет переход к ее аппаратной реализации.

В целом, совершенствование программного обеспечения ставит перед собой следующие задачи:

диалог человек-машина на любом языковом уровне;
автоматическое исправление ошибок пользователей;
получение пользователем информации любой степени подробности о состоянии вычислительного процесса и обрабатываемых данных;
широкое использование принципа самоопределяемости данных;
почти полное отсутствие ограничений на выбор удобного для пользователей представления предложений языка;
объединение и упрощение языков программированием, их ориентация на структурное программирование;
схемная реализация программного обеспечения (его наиболее часто используемой части);
изменение структуры операционной системы с целью создания ее иерархической конфигурации, включающей ядро;
использование проблемно-ориентированных систем программирования;
генерация программного обеспечения для решения классов задач;
оптимизация программного обеспечения;
комплексное рассмотрение проблем предприятия.

Все это значительно упрощает работу программиста, сокращая время трансляции, позволяет создавать многопультовый режим объединения, отладки и составления программы непосредственно за пультом. Время на отладку в машинах 4-го поколения сокращается примерно в 4 раза.

Подводя итоги, можно отметить следующие основные особенности поколений ЭВМ и их программного обеспечения. Первое поколение характеризуется решением одной задачи в данный момент времени в пассивном режиме (без вмешательства в процесс ее решения пользователя). Алгоритм решения задачи – последовательный с фиксированной структурой. Второе поколение – решением набора задач в пассивном режиме. Третье – решением набора задач в активном режиме. Второе и третье поколения реализуют последовательно-параллельный алгоритм (т.е. допускается совмещение операций ввода-вывода с другими операциями).

Появление четвертого поколения связано с переходом от решения одной задачи к решению сложной задачи-системы, т.е. совокупности задач, связанных друг с другом, которые не допускают представления в виде набора простых задач, и задача может быть решена лишь целиком. Вычислительные средства реализуют параллельно-последовательный алгоритм с автоматическим изменением их структуры. Изменение структуры вычислительных средств задается до начала решения задачи.

Пятое поколение позволяет решать еще более сложные системные задачи, известные под названием проблем искусственного интеллекта. Для их решения требуются вычислительные средства, способные обеспечить функционирование самоорганизующихся алгоритмов. Структура вычислительных средств должна допускать изменения алгоритма управления процессом вычислений в течение времени решения задачи.

Заключение

На сегодняшний день развитие компьютерных технологий проходит очень интенсивно, и из этого вытекает бурное развитие программного обеспечения. Постоянно выходят продукты с большим количеством нововведений. С каждым выходом обновлений все больше функций появляются в программах. Но их развитие поставлено таким образом, что с каждой новой версией программа сохраняет предыдущий набор возможностей и пользователь может использовать как старые, так и новые функции, последние введены лишь для облегчения работы с программой. Или существенно расширяют её возможности.

Однако зачастую случается так, что пользователям необходимы лишь определённый набор функций, который зависит от их потребностей. Исходя из этого, они выбирают продукт по своему вкусу. Одних прельщает простота работы, других многофункциональность, быстрота выполнения команд. Поэтому из всего их множества, невозможно выделить, какой-то определённый удовлетворяющий всем требованиям, так как все они очень разные.

В данной работе было рассмотрено, что представляет собой прикладное программное обеспечение. В отдельности было проанализированы: классификация программных средств ПК, классификация и область применения ППО, основные функции и области применения пакетов прикладных программ общего назначения, особенности интегрированных ППП, а также этапы развития ПО.

Список использованной литературы

ГОСТ 15971-90. Системы обработки информации. Термины и определения.
Смирнов А.А. Прикладное программное обеспечение [Электронный ресурс] : учебное пособие / А.А. Смирнов. — Электрон. текстовые данные. — М. : Евразийский открытый институт, 2011. — 384 c. — 978-5-374-00340-6. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/11079.html
Иванова Н.Ю. Системное и прикладное программное обеспечение [Электронный ресурс] : учебное пособие / Н.Ю. Иванова, В.Г. Маняхина. — Электрон. текстовые данные. — М. : Прометей, 2011. — 202 c. — 978-5-4263-0078-1. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/58201.html
Харитонов Е.А. Теоретические и практические вопросы дисциплины «Информатика» [Электронный ресурс] : учебное пособие / Е.А. Харитонов, А.К. Сафиуллина. — Электрон. текстовые данные. — Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2017. — 140 c. — 978-5-7882-2108-3. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/79538.html
Мещеряков П.С. Прикладная информатика [Электронный ресурс] : учебное пособие / П.С. Мещеряков. — Электрон. текстовые данные. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2015. — 130 c. — 2227-8397. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/72058.html
Симонович С. В. и др. Информатика для юристов и экономистов. — СПб: Питер, 2001. — 688 с.