Глава 2 программное обеспечение и вопросы безопасности

1.1 Программное обеспечение и его классификация

Програ́ммное обеспе́чение (допустимо также произношение обеспече́ние) (ПО) — все или часть программ, процедур, правил и соответствующей документации системы обработки информации (ISO/IEC 2382-1: 1993. Information technology — Vocabulary — Part 1: Fundamental terms).

Другие определения из международных и отечественных стандартов:

Компьютерные программы, процедуры и, возможно, соответствующая документация и данные, относящиеся к функционированию компьютерной системы (FCD ISO/IEC 24765. Systems and Software Engineering Vocabulary).

Совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ (ГОСТ 19781-90).

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением.

Академические области, изучающие программное обеспечение, — это информатика, программирование, программная инженерия.

В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году.

История

Первая теория, касающаяся программного обеспечения, была предложена английским математиком Аланом Тьюрингом в 1935 году в эссе «Computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem (Decision problem)». Он создал так называемую машину Тьюринга, математическую модель абстрактной машины, способной выполнять последовательности рудиментарных операций, которые переводят машину из одного фиксированного состояния в другое. Главная идея заключалась в математическом доказательстве факта, что любое наперёд заданное состояние системы может быть всегда достигнуто последовательным выполнением конечного набора элементарных команд (программы) из фиксированного набора команд.

Классификация ПО

Разнообразие форм у программного обеспечения великое множество. Оно может быть знакомым и привычным, работающих на многих домашних компьютерах, такие как Microsoft Word, Google Chrome, Gimp или Aimp, а могут быть предназначены для серверов, например Nginx, Squid, IIS. Кстати, веб-страница это тоже программное обеспечение, написанное на языке разметки HTML, возможно, с применением Javascript и CSS.

Приведенный пример не исчерпывает все языки и программирования и технологии, они также могут крайне разнообразны — это Кобол и Ada, Си, C++, C#, Java, Python, Lisp и прочие и прочие. Для каждого из них написано множество библиотек и фреймворков, такие как Qt, GTK, GSL, Spring Framework, Django и многие другие.

Программы можно поделить по способу исполнения на: интерпретируемые и компилируемые. Также они могут быть платформозависимыми, как уже упомянутый Word, так и кроссплатформенными, как LibreOffice

Также можно классифицировать по способу распространения и использования на несвободное (закрытое), открытое и свободное.

Однако классически программное обеспечение принято подразделять по назначению:

• Системное.

• Прикладное .

• Инструментальное.

Системное программное обеспечение

Комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, предоставляя им сервисные функции, абстрагирующие детали аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы. Отнесение того или иного программного обеспечения к системному условно, и зависит от соглашений, используемых в конкретном контексте. Как правило, к системному программному обеспечению относятся операционные системы, утилиты, системы программирования, системы управления базами данных, широкий класс связующего программного обеспечения.

Операционная система

Комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения. В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Встроенные программы

Встроенные программы или firmware — это программы, «зашитые» в цифровые электронные устройства. В ряде случаев (например, BIOS IBM-PC совместимых компьютеров) являются по сути частью операционной системы, хранящейся в постоянной памяти. В достаточно простых устройствах вся операционная система может быть встроенной. Многие устройства современных компьютеров имеют собственные «прошивки», осуществляющие управление этими устройствами и упрощающие взаимодействие с ними.

Утилиты

Вспомогательные компьютерные программы в составе общего программного обеспечения для выполнения специализированных типовых задач, связанных с работой оборудования и операционной системы. Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его). Утилиты могут входить в состав операционных систем, идти в комплекте со специализированным оборудованием или распространяться отдельно.

Системы программирования

К этой категории относятся системные программы, предназначенные для разработки программного обеспечения.

Системы управления базами данных

Совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. Основные функции СУБД:

• управление данными во внешней памяти (на дисках);

• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

• поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Прикладное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем.

• Универсальные

• Специализированные

• Научное программное обеспечение

Развитие вычислительных методов позволило решать разнообразные научные задачи с помощью вычислительной техники. На данный момент существуют программы для множества областей: математики, химии, физики, астрономии, лингвистики, биологии, медицины и т. д.

Из известных пакетов перечислим здесь Matlab, GNU Octave, Scilab, Midas, OpenStructure, ROOT

• Развлекательное программное обеспечение

• Мультимедийное программное обеспечение

• САПРСистемы электронного документооборота

Инструментальное программное обеспечение

Программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, в отличие от прикладного и системного программного обеспечения. Строго говоря, определение последнего включает в себя определение инструментального, поэтому инструментальное можно считать обособленным подклассом прикладного ПО.