Учебник Макаровой

§моральные права, обеспечивающие защиту личности автора в его произведении.

Во многих цивилизованных странах несанкционированное копирование программ в целях продажи или бесплатного распространения рассматривается как государственное преступление, карается штрафом или тюремным заключением. Но, к сожалению, само авторское право не обеспечивает защиту новой идеи, концепции, методологии и технологии разработки программ, поэтому требуются дополнительные меры их защиты.

Патентная защита устанавливает приоритет в разработке и использовании нового подхода или метода, примененного при разработке программ, удостоверяет их оригинальность.

Статус производственного секрета для программы ограничивает круг лиц, знакомых или допущенных к ее эксплуатации, а также определяет меру их ответственности за разглашение секретов. Например, используется парольный доступ к программному продукту или базе данных, вплоть до паролей на отдельные режимы (чтение, запись, корректировку и т.п.). Программы, как любой материальный объект большой стоимости, необходимо охранять от кражи и преднамеренных разрушений.

Лицензионные соглашения распространяются на все аспекты правовой охраны программных продуктов, включая авторское право, патентную защиту, производственные секреты. Наиболее часто используются лицензионные соглашения на передачу авторских прав.

Лицензия - договор на передачу одним лицом (лицензиаром) другому лицу (лицензиату) права на использование имени, продукции, технологии или услуги. Лицензиар увеличивает свои доходы сбором лицензионных платежей, расширяет область распространения программного продукта или базы данных; лицензиат извлекает доходы за счет их применения.

В лицензионном соглашении оговариваются все условия эксплуатации программ, в том числе создание копий. На каждой копии программы должны быть те же отметки, что и на оригинале:

§знак авторского права (обычно ©) и название разработчика, года выпуска программы, прочих

ееатрибутов;

§знак патентной защиты или производственного секрета;

§торговые марки, соответствующие использованным в программе другим программным изделиям (обычно – ™ и название фирмы-разработчика программного продукта);

§символ зарегистрированного права на распространение программного продукта (обычно ®). Существует несколько типов лицензий на программные продукты.

Исключительная лицензия – продажа всех имущественных прав на программный продукт или базу

данных, покупателю лицензии предоставляется исключительное право на их использование, а автор или владелец патента отказывается от самостоятельного их применения или предоставления другим лицам.

Это самый дорогой вид лицензии, к нему прибегают для монопольного владения с целью извлечения

дополнительной прибыли либо с целью прекращения существования на рынке программных средств программного продукта.

Простая лицензия – лицензиар предоставляет право лицензиату использовать программный продукт или базу данных, оставляя за собой право применять их и предоставлять на аналогичных условиях неограниченному числу лиц (лицензиат при этом не может сам выдавать сублицензии, может лишь продать копии приобретенного программного продукта или базы данных).

Такой вид лицензии приобретают дилер (торговец) либо фирмы-производители, использующие купленные лицензии как сопутствующий товар к основному виду деятельности. Например, многие производители и фирмы, торгующие компьютерной техникой, осуществляют продажу вычислительной техники с установленным лицензионным программным обеспечением (операционная система, текстовый редактор, электронная таблица, графические пакеты и т.д.).

Этикеточная лицензия – лицензия на одну копию программного продукта или базы данных. Данный тип лицензии применяется при розничной продаже. Каждый официальный покупатель заключает лицензионное соглашение с продавцом на их использование, но при этом сохраняется авторское право разработчика.

Экономические отношения (рис. 8.8) между лицензиаром и лицензиатом могут строиться различным образом. За право пользования программным продуктом или базой данных выплачивается

251

единовременное вознаграждение (паушальный платеж), которое и является фактической ценой лицензии. Возможны и периодические отчисления лицензиару за право пользования в виде роялти –

фиксированная ставка в определенные интервалы времени в течение действия лицензионного соглашения, как правило, процент от стоимости программных продуктов или баз данных.

Рис. 8.8. Движение прав, денег на программные продукты и базы данных при лицензионном соглашении

Закон об охране программных продуктов и компьютерных баз данных автором признает физическое лицо, в результате творческой деятельности которого они созданы. Автору независимо от его имущественных прав принадлежат личные авторские права (см. рис. 8.8): авторство, имя, неприкосновенность (целостность) программ или баз данных.

Авторское право действует с момента создания программного продукта или базы данных в течение всей жизни автора и 50 лет после его смерти. Автор может:

§выпускать в свет;

§воспроизводить в любой форме, любыми способами;

§распространять;

§модифицировать;

§осуществлять любое иное использование программного продукта или базы данных. Авторское право не связано с правом собственности на материальный носитель.

Имущественные права на программный продукт или базу данных могут быть переданы частично или

полностью другим физическим или юридическим лицам по договору. Имущественные права относятся к категории наследуемых. Если программный продукт или база данных созданы в порядке выполнения служебных обязанностей, имущественные права принадлежат работодателю.

Программные продукты и базы данных могут использоваться третьими лицами – пользователями на основании договора с правообладателем.

Лицо, правомерно владеющее экземпляром программы или базы данных, вправе, без получения дополнительного разрешения правообладателя, осуществлять любые действия, связанные с функционированием программного продукта или базы данных в соответствии с ее назначением, в том числе:

§устанавливать один экземпляр, если не предусмотрено иное соглашение с правообладателем, программного продукта или базы данных на компьютер;

§исправлять явные ошибки;

§адаптировать программный продукт или базу данных;

§изготавливать страховые копии.

8.2.КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

§Классы программных продуктов

§Системное программное обеспечение

§Инструментарий технологии программирования

§Пакеты прикладных программ

КЛАССЫ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования

252

программных продуктов:

§аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;

§функциональные задачи различных предметных областей;

§технология разработки программ.

Рис. 8.9. Классы программных продуктов

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов, представленных на рис. 8.9:

§системное программное обеспечение;

§пакеты прикладных программ;

§инструментарий технологии программирования.

Системное программное обеспечение направлено:

§на создание операционной среды функционирования других программ;

§на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

§на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

§на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы удобству и эффективности использования.

Системное программное обеспечение (System Software) –

совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ (application program package) –

комплекс взаимосвязанных программ для решения задач

253

определенного класса конкретной предметной области.

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Инструментарий технологии программирования – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Структура системного программного обеспечения

На рис. 8.10 представлена структура системного программного обеспечения – базового программного обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено дополнительно.

Базовое программное обеспечение (base software) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного

обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Рис. 8.10. Классификация системного программного обеспечения компьютера

Базовое программное обеспечение

Вбазовое программное обеспечение входят:

§операционная система;

§операционные оболочки (текстовые и графические);

254

§сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

§одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

§одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

§непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

§несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

§OS/2 во всех модификациях (IBM);

§Windows NT во всех модификациях (Microsoft);

§Unix во всех модификациях;

§Next Step 3.2 (Next);

§SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

§Solaris 2.1 (SunSoft) – x86;

§UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).

По данным опроса пользователей программных продуктов, проведенного в 1996 г., мнение респондентов относительно операционных систем распределилось так, как указано в табл. 8.1.

Таблица 8.1. Рейтинг операционных систем

Операционная система MS DOS (фирма Microsoft) появилась в 1981 г. В настоящее время существуют версии 6.22 и 7.0 (в составе Windows 95), а также ее разновидности других фирм- разработчиков (DR DOS, PC DOS). Сегодня эта операционная система установлена на подавляющем большинстве персональных компьютеров. Начиная с 1996 г. MS DOS распространяется в виде Windows 95 – 32-разрядной многозадачной и многопоточной операционной системы с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.

Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система, обеспечивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:

§поддержку графического интерфейса пользователя;

§одновременную обработку нескольких приложений;

§многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;

§32-разрядную обработку данных;

§сжатие данных при записи на магнитные диски;

§защиту памяти.

Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серверов баз данных (в

255

отличие от MS DOS поддерживаются длинные имена файлов), поддержка мультипроцессорной обработки – до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC. Версия OS/2 Warp работает с мультисредой и имеет встроенный доступ в сеть Internet, систему распознавания речи VoiceType, интегрированную версию Lotus Notes Mail для передачи через Internet почты. В OS/2 могут выполняться прикладные программы Windows 3.1 и Win32s, но не могут выполняться приложения, работающие в среде Windows 95 или Windows NT. Спецификация Open 32 позволяет поставщикам программного обеспечения переносить его на новую платформу.

Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система Unix, созданная корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых

систем и широкие возможности по комплексированию в составе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.

Unix обладает наиболее важными качествами, такими, как:

§переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой;

§поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;

§сочетаемость с процессорами RISC.

Unix получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных персональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами. Согласно прогнозам объем мирового рынка вычислительных систем, базирующихся на ОС Unix, существенно будет возрастать, особенно с переходом к сетевым технологиям.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

§управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);

§функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;

§наличие компрессии диска;

§возможность архивирования файлов;

§поддержка многозадачного режима работы;

§поддержка сетевого программного обеспечения;

§наличие качественной документации;

§условия и сложность процесса инсталляции.

Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы yправления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Windows 95.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.

Основные характеристики широко распространенной сетевой операционной системы Novell NetWare рассмотрены в гл. 7. Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:

§возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;

§совместную работу группы пользователей;

§адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;

§многозадачность и многопоточность обработки данных;

§поддержку мультипроцессорной обработки и др.

Втабл. 8.2 приведены характеристики некоторых популярных ОС.

Таблица 8.2. Характеристики операционных систем

256

внешних носителях и др.;

§программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;

§программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами, и о наиболее важных из них речь будет идти в гл. 11.

Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных

операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).

Наибольшее распространение сегодня имеют комплекты утилит:

§Norton Utilities – фирма Symantec;

§Checkit PRO Deliuxe 2.0 – фирма Touch Stone;

§PC Tools for Windows 2.0;

§программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95. Антивирусные продукты оцениваются по ряду критериев:

§точность обнаружения (идентификации) вируса;

§возможность защиты данных от инфицирования;

§эффективное устранение обнаруженных вирусов (восстановление файлов);

§простота использования;

§стоимость;

§способность работы в локальных сетях;

§возможность обнаружения и устранения boot-вирусов дисков.

Наиболее известные антивирусные программы:

§Virex (Microcom Inc.) – резидентный, сканирует известные вирусные модификации, использует метод контрольных сумм для слежения и контроля состояния файлов и каталогов, ограниченно используется в сетях;

§Anti-Virus (Central Point Software Inc.) – обнаружение завирусованных файлов без исправления, используется как в среде DOS, так и Windows;

§антивирусный комплект №2 "Диалог-Наука";

§AVP Toolkit У. Касперского;

§Norton Antivirus for Win95 – автоматическое создание резервных копий данных boot-секторов и критических файлов.

Минимальный состав системного программного обеспечения современных персональных компьютеров

В поставку персонального компьютера для обеспечения его нормального функционирования обычно входят:

§операционная система MS DOS 6.22;

§текстовая оболочка операционной системы Norton Commander 4.0/5.0;

§графическая оболочка операционной системы Windows 3.1/3.11;

§утилиты для обслуживания файлов, обеспечения надежной работы ЭВМ – Norton Utilities 7.0/8.0;

§программы диагностики и тесты ЭВМ.

Возможны и другие варианты комплектации. Следует помнить, что системное программное

обеспечение является платформой для установки инструментария технологии программирования и прикладного программного обеспечения.

ИНСТРУМЕНТАРИЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Состав и назначение инструментария технологии программирования

258

Внастоящее время бурно развивается направление, связанное с технологией создания программных продуктов. Это обусловлено переходом на промышленную технологию производства программ, стремлением к сокращению сроков, трудовых и материальных затрат на производство и эксплуатацию программ, обеспечению гарантированного уровня их качества. Это направление часто называют программотехникой. Программотехника (software engineering) - технология разработки, отладки, верификации и внедрения программного обеспечения. Инструментарий технологии программирования

–программные продукты поддержки (обеспечения) технологии программирования.

Врамках этих направлений сформировались следующие группы программных продуктов (рис.8. 11):

§средства для создания приложений, включающие:

–локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;

–интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса

взаимосвязанных работ по созданию программ;

§CASE-технология (Computer-AidedSystem Engineering), представляющая методы анализа,

проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Рис. 8.11. Классификация инструментария технологии программирования

Средства для создания приложений

Локальные средства разработки программ. Эти средства на рынке программных продуктов наиболее представительны и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя.

Язык программирования – формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.

Средства для создания приложений – совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ.

Языки программирования, если в качестве признака классификации взять синтаксис образования его конструкций, можно условно разделить на классы:

§машинные языки (computer language) – языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

§машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) – языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

§алгоритмические языки (algorithmic language) – не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и

259

др.);

§процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) – языки программирования, где имеется возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);

§проблемно-ориентированные языки (universal programming language) – языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, РПГ, Симула и др.);

§интегрированные системы программирования.

Другой классификацией языков программирования является их деление на языки, ориентированные на реализацию основ структурного программирования, и объектно-ориентированные языки, поддерживающие понятие объектов и их свойств и методов обработки. Более подробно об этом делении см. гл. 18 и 19.

Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, когда происходит преобразование исходного кода программы (source code) в объектный код (object code), который далее пригоден к обработке редактором связей. Редактор связей – специальная программа, обеспечивающая построение загрузочного модуля (load module), пригодного к выполнению (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Схема процесса создания загрузочного модуля программы

Трансляция может выполняться с использованием средств компиляторов (compiler) или интерпретаторов (interpreter). Компиляторы транслируют всю программу, но без ее выполнения. Интерпретаторы, в отличие от компиляторов, выполняют пооператорную обработку и выполнение программы.

Существуют специальные программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения других программ, так называемые отладчики (debugger). Лучшие отладчики позволяют осуществить трассировку (отслеживание выполнения программы в пооператорном варианте), идентификацию места и вида ошибок в программе, "наблюдение" за изменением значений переменных, выражений и т.п. Для отладки и тестирования правильности работы программ создается база данных контрольного примера.

Системы программирования (programming system) включают:

§компилятор;

§интегрированную среду разработчика программ;

§отладчик;

§средства оптимизации кода программ;

§набор библиотек (возможно с исходными текстами программ);

§редактор связей;

§сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;

§справочные системы;

§документатор исходного кода программы;

§систему поддержки и управления проектом программного комплекса.

Средства поддержки проектов – новый класс программного обеспечения, предназначен для:

§отслеживания изменений, выполненных разработчиками программ;

§поддержки версий программы с автоматической разноской изменений;

§получения статистики о ходе работ проекта.

Инструментальная среда пользователя представлена специальными средствами, встроенными в пакеты прикладных программ, такими, как:

§библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки;

§макрокоманды;

§клавишные макросы;

§языковые макросы;

§программные модули-вставки;

§конструкторы экранных форм и отчетов;

260