7.1. Основы построения инструментальных средств информационных технологий

Инструментальные средства компьютерных технологий информационного обслуживания управленческой деятельности – это средства преобразования информации по заданному свойству в заданном направлении, они включают в себя технический комплекс и программное обеспечение. Технический комплекс и программное обеспечение работают только совместно, в неразрывной связи и постоянном взаимодействия, поэтому их раздельное рассмотрение обусловлено исключительно целями обучения. Обычно одна и та же задача в сфере информационных технологий может быть решена как с помощью аппаратных, так и с использованием программных средств. Как правило, аппаратное решение оказывается более дорогим, при этом возникает выигрыш в быстродействии (производительности). В свою очередь, программное решение – относительно дешевым, но требует более высокой квалификации персонала.

Набор аппаратных средств в составе вычислительной системы называют аппаратной конфигурацией. Аналогичным образом, состав программных средств – программной конфигурацией.

Программное обеспечение реализуется на нескольких уровнях, образующих пирамидальную структуру: каждый последующий уровень опирается на программное обеспечение предыдущих уровней. Принято выделять базовый, системный, служебный и прикладной уровни программного обеспечения и, соответственно базовое, системное, служебное и прикладное программного обеспечение. Базовое программное обеспечение – отвечает за взаимодействие с вычислительной системы с аппаратными средствами, хранится в специальных микросхемах – постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ), при этом соответствующие программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства оборудования и не могут быть изменены в процессе эксплуатации технического средства. Если же изменение базовых программных средств во время эксплуатации системы оказывается необходимым, вместо микросхем ПЗУ используют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ). Изменение содержание ПЗУ выполняется вне вычислительной системы на специальных устройствах – программаторах, либо при сохранении ПЗУ в составе вычислительной системы с использованием так называемых «флэш-технологий».

Системное программное обеспечение – реализует взаимодействие всех других программ вычислительной системы с программами базового уровня, а в ряде случаев – и непосредственно с аппаратурой. При расширении конфигурации вычислительной системы и подключении к ней нового оборудования на системном уровне должна быть дополнительно установлена специальная программа, реализующая связь остальных программ с этим новым оборудованием.

Управление работой оборудования осуществляется с помощью драйверов устройств. Драйвер - это машинная программа, которая принимают запрос на обращение к устройствам компьютера и преобразует их в команды управления с учетом особенностей конструкции и функционирования устройства в реальном режиме времени. Существуют драйверы дисплея и клавиатуры, драйверы принтера, драйверы накопителей на жестких и гибких дисках, драйвер часов (таймер) и т.д.

Программы, реализующие взаимодействие вычислительной системы с пользователем, называются средствами обеспечения пользовательского интерфейса. Качество этих программ во многом определяет удобство работы с вычислительной системой (компьютером) и производительность труда пользователя. Совокупность программ системного уровня иногда называют ядром операционной системы компьютера. Наличие ядра операционной системы – необходимое условие для работы пользователя с вычислительной системой.

Служебное программное обеспечение призвано реализовывать автоматизацию работ по проверке, наладке и настройке вычислительной системы. Оно взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Зачастую служебные программы (утилиты) применяются для расширения функций системных программ. Служебные программы могут быть интегрированы с операционной системой и в этом случае они способны изменять свойства системных программ, делая их более удобными для работы пользователя. Другая часть служебных программ функционирует автономно по отношению к системным, предоставляя пользователю широкие возможности для индивидуальной настройки их интерфейса с аппаратным и программным обеспечением.

Прикладное (специальное) программное обеспечение – это совокупность программ пользователя, с помощью которых он решает свои задачи, специфичные для конкретной сферы его деятельности – математические расчеты, ведение бухгалтерии, обучение, разработка рекламной продукции и т.д. Работа прикладных программ опирается на возможности, предоставляемые всеми предыдущими уровнями программного обеспечения. Специальное программное обеспечение представлено пакетами прикладных программ (ППП).

Операционная система – это комплекс системных и служебных программных средств, организующих процесс обработки информации в вычислительной системе. Этот комплекс программ опирается на базовое программное обеспечение и является основой для функционирования программного обеспечение более высоких уровней – прикладных и большей части служебных программ. Операционная система выполняет, главным образом, посреднические функции – между пользователем и программно-аппаратными средствами (интерфейс пользователя), между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс), а также между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс). Другие важнейшие изэтих функций: тестирование работоспособности вычислительной системы и ее настройка при первоначальном включении; обеспечение синхронного взаимодействия аппаратных и программных средств вычислительной системы при ее функционировании; обеспечение эффективного взаимодействия пользователя с вычислительной системой.

Операционные системы реализуют пакетный и диалоговый режимы взаимодействия с пользователем. Пакетный режим предполагает, что выполняется заданная последовательность команд или программ, при этом возможности вмешательства пользователя в работу вычислительной системы минимальны. Диалоговый режим строится с использованием аппаратных прерываний текущей работы (прерываний процессора), а также системный прерываний (создаваемых операционной системой на основе прерываний процессора). За счет этих прерываний операционная система становится способной реагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющий устройств. По существу при диалоговом режиме операционная система находится в ожидании команды пользователя, исполняет ее и ждет новой команды.

Среди операционных систем выделяют: однопользовательские однозадачные системы (например, MS-DOS); однопользовательские многозадачные системы (OS-2, Windows); много пользовательские системы (семейства UNIX). Однозадачные операционные системы передают все ресурсы вычислительной системы только одному исполняемому приложению. Многозадачные операционные системы обеспечивают возможность одновременной или поочередной работы нескольких приложений; обмена данными между приложениями; совместного использования программных, аппаратных, сетевых и иных ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.

Полная многозадачность допускает параллельное выполнение двух и более приложений. Вытесняющая многозадачность предполагает приостановку при необходимости выполняемого приложения и запуск другого приложения.

Для конкретной аппаратной платформы могут существовать несколько различных операционных систем. Наиболее популярны операционные системы компании Microsoft (MS-DOS, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows XP и др.).

Тестовые (диагностические) программы осуществляют проверку работоспособности различных узлов компьютера и программных средств, а затем и устранения выявленных неисправностей. Антивирусные программы используются для выявления наличия компьютерных вирусов (вирусных программ) и устранения негативных последствий их работы. Командно-файловые процессоры (оболочки) позволяют облегчить (упростить) работу пользователя и предоставить ему дополнительные возможности за счет организации взаимодействия пользователя с вычислительной системой на принципах, отличающихся от реализуемых операционной системой.

В составе прикладных программ принято выделять следующие основные виды систем: подготовки текстовых документов; обработки информации на основе табличных процессоров; управления базами данных; поддержки компьютерных сетей (сетевого использования вычислительной техники); поиска документальной информации; распределенной обработки информации; подготовки и проведения презентаций; экспертные; поддерживающие автоматизированное рабочее место и иные.

Системы подготовки текстовых документов позволяют автоматизировать изготовление управленческих документов, информационных материалов. Подобного рода системы подразделяются на: текстовые редакторы; текстовые процессоры; настольные издательские системы (НИС).

Системы обработки информации на основе табличных процессоров упрощают работу с данными, позволяя получать результаты в виде таблицы без проведения расчетов или специального программирования. Системы управления базами данных осуществляют создание, хранение, манипулирование массивами (файлами) большого объема, а также поиск и обработку содержащейся в них информации. Системы поддержки компьютерных сетей (сетевого использования вычислительной техники) реализуют для группы пользователей, располагающих соединенными между собой компьютерами, совместное использование аппаратных и программных ресурсов, а также осуществление совместного доступа к информационным ресурсам. Системы поиска документальной информации (иначе говоря, информационно-поисковые системы - ИПС) автоматизируют и оптимизируют поиск документов в больших массивах информации. Системы распределенной обработки информации ориентированы на обработку приложений несколькими территориально разобщенными компьютерами. Системы подготовки и проведения презентаций предназначены для автоматизированной разработки графических, текстовых, аудио- и видеоматериалов, а также последующей демонстрации их на деловых переговорах, совещаниях, научных конференциях. Экспертные системы реализуют технологии информационного обеспечения процессов принятия решений на базе различного рода моделей представления знаний, в частности, экономико-математического моделирования, а также принципов искусственного интеллекта.