Разработка компьютерного программного обеспечения что это такое

Обновлено: 07.07.2024

Понятно, что программированием считают написание компьютерных программ при помощи языков программирования. Возможно, вам достаточно и такого поверхностного представления об этой деятельности, чтобы определиться с выбором профессии, но прочитав эту статью, вы поймете, что под программированием понимают нечто большее.В чем главная сложность?

В основе программирования лежит преобразование одних данных в другие посредством алгоритмов. Поэтому считается, что высокая оценка по математике как-то способствует успеху программиста. Это так, но отчасти.Алгоритмы действительно бывают очень сложными, построение некоторых из них требует глубокого математического анализа, и простая арифметика здесь бессильна. Их разрабатывают с целью обеспечения производительности в конкретных узлах программы (функции, методы), однако разработка самой программной архитектуры с математикой почти не связана.Большинство необходимых для работы алгоритмов уже реализованы в рамках библиотечных функций, а вот архитектурные каркасы всего приложения часто приходится разрабатывать самостоятельно, так как имеющиеся в свободном доступе не всегда решают поставленные задачи.

Этим и занимается среднестатистический программист.Постоянно думать о пользователяхЦенность программы в том, что она взаимодействует с конечным пользователем, предоставляя ему обработанные данные в ответ на его запрос. Но так как потребности и умыслы пользователей бывают самые разные, на программиста ложится ответственность за предвидение всевозможных их вариантов.Потребитель работает с ПО через интерфейс, который позволяет передавать обрабатывающей программе некие данные, а затем, получив от нее ответ, отображает его в удобном для визуального восприятия виде. Интерфейс помогает понимать программу, он дает пользователю достаточный уровень абстракции для работы с ней, избавляя от погружения в технические детали. Программист должен уметь мыслить, как простой пользователь, чтобы создать такую абстракцию.В программу могут быть переданы данные, которые нарушат ее работу, в результате чего злоумышленник получит доступ к базе данных, и конфиденциальные сведения окажутся под угрозой. Программист должен предусмотреть и это, ведь безопасность ПО является одним из главных критериев его оценки.На что уходит много сил?

Чтобы создать современное приложение, обойти стороной библиотеки программного кода вряд ли удастся. Не получится и самому себе ответить на все вопросы, а в работе их возникает очень много, поэтому огромную часть своего времени программист ищет ответы в интернете. Без знания английского языка все усложняется в несколько раз.Программист должен хорошо понимать задачу, которую ему поручено автоматизировать. Задача исходит от заказчика, а тот, как правило, не может изъясняться техническими терминами, поэтому программист должен уметь найти общий язык с простым человеком. Это важно. Недопонимание с обеих сторон приводит к лишним временным и финансовым затратам.

Используя тот или иной язык программирования, можно научить машину выполнять определенные операции, но чтобы это сделать, надо отчетливо понимать смысл всех инструкций, передаваемых машине. С помощью кода выражают лишь требования, а требования нужно вначале сформулировать, да так, чтобы не запутать самого себя. На тестирование и исправление ошибок тоже уходит много времени.Получается, что под программированием, в широком смысле, надо понимать не только кодирование, но и ряд подготовительных мер, а также тестирование. Программист постоянно борется со сложностью, он словно мост между машинной и человеческой логикой.Программист испытывает невероятное удовольствие, когда ему удается из набора хаотичных данных собрать работающий механизм.

Подобных ощущений не может дать ни одно занятие, поэтому для многих программирование становится не только профессией, но и пожизненным увлечением. С какими бы сложностями ни приходилось сталкиваться.

Статья разделена на 4 части. Обратите внимание, что важные слова или словосочетания, введенные в этой серии, выделены жирным шрифтом. В конце каждого из четырех разделов будет приведена короткая викторина, проверяющая знания и подробно объясняющая некоторые моменты.

Самый простой и точный вариант ответа: «Программирование – это акт инструктирования компьютеров для выполнения задач». Еще его называют разработкой или кодингом.

Итак, что такое компьютерная программа? ПО представляет собой последовательность инструкций, выполняемых ПК. Компьютер же – это любое устройство, способное обрабатывать код. Сюда относятся стационарные ПК, ноутбуки, планшеты, банкоматы, Raspberry Pi, серверы etc.

Разработка программного обеспечения и аналогия

Во-первых, примеры программирования есть даже в повседневной жизни. Вселенная довольно предсказуема: день и ночь, времена года, восход и закат. Люди проходят через такие этапы, как встреча нового дня, посещение школы, университета или работа. Мы получаем инструкции от начальников и учителей. Также существуют рецепты, следуя которым можно приготовить блюдо.

Во-вторых, каждый раз, когда мы используем девайсы, встроенный в них код уже работает в фоновом режиме. Перемещение курсора с одной части экрана в другую может показаться простой задачей, но на самом деле за данный процесс отвечает немало строк написанного кода. Акт, столь же простой, как ввод букв в Google Docs, приводит к тому, что код выполняется в фоновом режиме. Это нормальные повседневные процессы, свойственные всем IT-устройствам.

Компьютерные программы также являются кодом. Однако лучше не использовать слово «коды»: это непрофессионально.

Естественный язык компьютера

Машины пользуются своим собственным языком. Они не понимают русский, английский или испанский. Естественным языком электронного оборудования является двоичный код - 1 и 0. Он представляют собой два состояния: on (1), off (0).

Осваивайте языки программирования

Чтобы общаться с машинами, которые говорят на двоичном языке, мы осваиваем такие языки, которые максимально близки к нашему собственному, а именно – языки программирования. Они четко структурированы и должны быть тщательно изучены.

Существуют высокий и низкий уровни. Языки программирования высокого уровня находятся дальше от машинного, чем языки низкого уровня. Это «дальше» обычно называют абстракцией.

Компьютер нуждается в понимании нашего человеческого языка. Для этого понадобится переводчик.

Определение переводчиков

Исходный код относится к коду, написанному на выбранном языке программирования. Переводчики же несут ответственность за преобразование исходного кода в машинный язык (те самые единицы и нули). Мы можем ссылаться на двоичные файлы, такие как код объекта, программу или общепринятый сегодня термин – приложение.

Переводчики могут быть любыми:

интерпретаторы;
компиляторы;
гибриды интерпретаторов и компиляторов;
ассемблеры.

Интерпретаторы

Чтобы разработка программного обеспечения прошла успешно, нужно понимать, что языки могут интерпретироваться. В таком случае переводчик обрабатывает исходный код по строкам и в готовой программе (приложении) также запускает каждую строку. Это означает, что интерпретируемый исходный код запускается до тех пор, пока не встретит ошибку. Затем интерпретатор перестает сообщать о таких ошибках.

Python – хороший пример интерпретируемого языка программирования.

Компиляторы

Компиляторы работают по-разному. Они полностью конвертируют исходный код с помощью компиляции в двоичный файл. Затем выполняется двоичный код. Если в исходном варианте были ошибки, они обнаруживаются и помечаются во время компиляции. Это прерывает процесс генерации двоичного кода.

Интерпретаторы работают построчно и выполняют одну линию перед тем, как перейти к следующей. Компилятор же переводит все строки программы в файл (двоичный) и выполняет его целиком.

Помните определение компьютерной программы? Это последовательность инструкций для компьютера. Выполнение программы обычно называется процессом. Такие ПО используют определенные ресурсы в компьютерной системе или любом другом девайсе. К ресурсам относятся память, дисковое пространство и файловая система.

Мы используем слово «run» при выполнении компьютерной программы. Время, затрачиваемое на запуск, называется временем выполнения программы.

Обычно рассматриваются продукты, известные как приложения. Еще мы ассоциируем программы с платформами или средами, в которых они работают или для которых предназначены. Существуют веб-приложения, запускаемые в браузерах, есть мобильные ПО, работающие на смартфонах, а также настольные, такие как Evernote.

Интерпретируемый исходный код выполняется из исходного файла, скомпилированный – преобразовывается в двоичный файл. Затем этот файл выполняется. Скомпилированный код может завершиться неудачно во время выполнения даже после успешной компиляции.

Гибридные переводчики

Гибридный переводчик представляет собой комбинацию интерпретатора и компилятора. Популярным гибридным языком программирования является Java.

Разработка программного обеспечения на Java удобна. Сначала исходный код компилируется в промежуточный формат, известный как Bytecode. Затем Bytecode интерпретируется и выполняется с помощью виртуальной машины. Это позволяет гибридным переводчикам запускать байт-код в различных операционных системах, делать его кроссплатформенным.

Ассемблеры

Ассемблер также используется для перевода низкоуровневого языка Ассемблер в двоичный, но мы сосредоточимся на языках высокого уровня.

Хороший способ понять различия переводчиков – лично увидеть их работу. Просто загрузите необходимые и установите на компьютер.

Часто задаваемый вопрос

Вот вопрос, который обычно задают начинающие: «С какого языка начать?»

Существуют сотни ЯП. Они оцениваются по популярности, комьюнити, долгосрочной поддержке, педагогике и использованию. Они также могут быть оценены по техническим параметрам. Например, являются ли они функциональными, императивными, статическими, сильными или слабо типизированными.

Некоторые языки программирования предназначены исключительно для образовательных целей, а не для использования в бизнесе. Хороший пример – ЯП для детей. Также существуют мощные языки, которые легко настроить и изучить. Python – один из них. Обычно его и рекомендуют начинающим.

Если вы заинтересованы в более подробном изучении вопроса, вот несколько хороших исследований.

Когда вы захотите изучить новый язык, понадобится переводчик языка. Это программа, которая устанавливается и настраивается в компьютерной системе.

Рекомендуем начать осваивать работу с командной строкой (CLI). Подумайте о терминале как об альтернативе графическому интерфейсу (GUI). Работая с компьютером посредством GUI, вы зависите от визуальных представлений каталогов и всего, что делаете. Но при использовании CLI вы взаимодействуете с компьютером напрямую, с помощью терминала и специальных команд.

В Windows встроенный терминал представляет собой командную строку. Для пользователей Mac и Linux по умолчанию установлен терминал Bash. Чтобы использовать его в Windows, установите Git Bash или PowerShell.

Двигаемся дальше

Приготовьтесь, ведь разработка программного обеспечения началась! Подготовимся к написанию первой строки кода. Для этого потребуется следующее:

Компьютерная система. Необязательно сложный или очень дорогой ПК. Подойдет просто компьютер, который хорошо работает.
Установка CLI. Вот хороший курс для начала работы.
Установка текстового редактора (например, Notepad++).
Понимание хотя бы одного языка программирования. Из статьи вы узнаете основные элементы, которые составляют фундамент большинства ЯП.

Резюмируя вышесказанное, мы изучили основы с введением в переводчики. Слово «исходный код» уже не странно для вас. Более подробно мы рассмотрим его дальше.

Содержание

Сложность разработки ПО

Как и другие традиционные инженерные дисциплины, разработка программного обеспечения имеет дело с проблемами качества, стоимости и надёжности. Некоторые программы содержат миллионы строк исходного кода, которые, как ожидается, должны правильно исполняться в изменяющихся условиях. Сложность ПО сравнима со сложностью наиболее сложных из современных машин, таких как самолеты.

Разделы дисциплины

Разработка программного обеспечения может быть разделена на несколько разделов. Это:

Обслуживание программного обеспечения: программные системы часто имеют проблемы совместимости и переносимости, а также нуждаются в последующих модификациях в течение долгого времени после того, как закончена их первая версия. Подобласть имеет дело с этими проблемами.
Управление конфигурацией программного обеспечения: так как системы программного обеспечения очень сложны и модифицируются в процессе эксплуатации, их конфигурации должны управляться стандартизированным и структурированным методом. : управление системами программного обеспечения имеет заимствования из управления проектами, но есть нюансы, не встречающиеся в других дисциплинах управления. : процесс построения программного обеспечения горячо обсуждается среди практиков, основными парадигмами считаются agile или waterfall.
Инструменты разработки программного обеспечения, см. CASE: методика оценки сложности системы, выбора средств разработки и применения программной системы. : методика оценки критериев качества программного продукта и требований к надёжности. , ветвь языковой промышленности.

Процесс и методология

На протяжении нескольких десятилетий стоит задача поиска повторяемого, предсказуемого процесса или методологии, которая бы улучшила продуктивность, качество и надёжность разработки. Одни пытались систематизировать и формализовать этот, по-видимому, малопредсказуемый процесс. Другие применяли к нему методы управления проектами и методы программной инженерии. Третьи считали, что без постоянного контроля со стороны заказчика разработка ПО выходит из-под контроля, съедая лишнее время и средства.

Опыт управления разработкой программ отражается в соответствующих руководствах, обычаях и стандартах. Если при разработке используется несколько стандартов и нормативных документов, то имеет смысл составить профиль.

Информатика как научная дисциплина предлагает и использует на базе методов структурного программирования технологию надежной разработки программного обеспечения, используя тестирование программ и их верификацию на основе методов доказательного программирования для систематического анализа правильности алгоритмов и разработки программ без алгоритмических ошибок.

Данная методология направлена на решение задач на ЭВМ, аналогичной технологии разработки алгоритмов и программ, используемой на олимпиадах по программированию отечественными студентами и программистами с использованием тестирования и структурного псевдокода для документирования программ в корпорации IBM с 70-х годов.

Методология структурного проектирования программного обеспечения может использоваться с применением самых различных языков и средств программирования для разработки надёжных программ самого различного назначения. Одним из таких проектов была разработка бортового программного обеспечения для космического корабля «Буран», в котором впервые использовался бортовой компьютер для автоматического управления аппарата, совершившего успешный старт и посадку космического корабля.

При выборе методологии разработки программного обеспечения следует руководствоваться тем, что сложность методологии сравнима со сложностью структуры программного продукта, и неоправданная для продукта данной сложности сложность методологии только неоправданно увеличит стоимость разработки. Примером современной методологии проектирования может быть проблемно-ориентированное проектирование.

Участники процесса разработки ПО

Проблемы разработки ПО

Наиболее распространёнными проблемами, возникающими в процессе разработки ПО, считают:

См. также

Ссылки

Литература

Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Кент Бек • Гради Буч • Фред Брукс • Barry Boehm • Уорд Каннингем • Оле-Йохан Даль • Том Демарко • Эдсгер Вибе Дейкстра • Дональд Кнут • Мартин Фаулер • Чарльз Энтони Ричард Хоар • Watts Humphrey • Майкл Джексон • Ивар Якобсон • Craig Larman • James Martin • Мейер Бертран • Дэвид Парнас • Winston W. Royce • James Rumbaugh • Никлаус Вирт • Эдвард Йордан • Стив Макконнелл

Моделирование данных • Архитектура ПО • Функциональная спецификация • Язык моделирования • Парадигма • Методология • Процесс разработки • Качество • Обеспечение качества • Структурный анализ)

CMM • CMMI • Данных • Function model • IDEF • Информационная • Metamodeling • Object model • View model • UML

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Разработка программного обеспечения" в других словарях:

разработка программного обеспечения — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN software development … Справочник технического переводчика

разработка программного обеспечения — programinės įrangos sukūrimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. software engineering vok. Software Entwicklungstechnik, f; Software Technik, f rus. разработка программного обеспечения, f pranc. ingénierie du logiciel, f … Automatikos terminų žodynas

Аспектно-ориентированная разработка программного обеспечения — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

создание (разработка) программного обеспечения — 3.15 создание (разработка) программного обеспечения: Совокупность процессов жизненного цикла программного обеспечения от формирования требований к нему до снятия его с эксплуатации. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Даже если нам кажется, что ПК намного умнее нас, он остается безжизненным «железом», пока в него не установят программы. Именно благодаря им техника начинает считать, думать и помогать в работе с любыми массивами данных. В статье мы кратко перечислим основные виды системного программного обеспечения для компьютеров и дадим каждому типу характеристику.

Понятие

Любой современный ПК — настольный, портативный или серверный, наполняется по схожему принципу. Если убрать лишнее, то любое ПО, даже простейшее, строится по похожему алгоритму. Должны выполняться пошаговые действия — следующий шаг начинается только после того, как завершился предыдущий.

Так, введенные с клавиатуры символы отображаются на экране, по командному клику пользователя принтер начинает печатать их на бумаге, а расчеты происходят сами после введения формулы. Любой шаг заранее программируется и называется командой для компьютера, совокупность этапов обозначается программируемым кодом.

Программисты — это люди, которые разрабатывают и настраивают ПО. Они могут управлять ПК с помощью одной строчки, в которую вводят части закодированной информации. Несколько символов в определенной последовательности включают музыку, отправляют документ на печать или открывают конкретную страницу интернет-ресурса.

Оборудование

Какие бывают типы программного обеспечения: характеристика программ

В современных компьютерах постоянно запускается и активно функционирует большое количество ПО с самым разным функционалом. Одни занимаются арифметическими расчетами, другие строят диаграммы, рисуют или помогают оставаться на линии с собеседниками через почту.

Однако ничего не активизируется просто так. Все действует под влиянием операционной системы. Кажется, что ОС совершенно не нужна — можно ведь запускать все напрямую. Иногда этот метод тоже применяется. Так работают станки ЧПУ, крупные автоматы производств, ЭВМ, другие серьезные механизмы, когда нужно постоянно повторять один и тот же алгоритм.

Но для персонального компьютера частое повторение команды не подходит. Пользователю хочется знать, какая погода в другом городе, как включить музыку и открыть текстовый документ для редактирования. Необходимо, чтобы ОС поддерживала режим многозадачности.

Со стороны программистов типы ПО обоснованы практической значимостью. Если бы не было операционной системы, пришлось бы все функции и алгоритмы вносить в один огромный код. Затраты времени на это были бы колоссальными.

ОС берет на себя большую часть рутинных задач, давая пользователям возможность работать в режиме многозадачности. Поэтому становится возможным запускать одновременно от 2 до бесконечности редакторов или визуализаторов.

Какие основные виды ПО бывают по назначению

Программное обеспечение, установленное на ПК, делится на 3 разновидности:

прикладное;
системное;
инструментальное.

Системное

Это часть системы, которая помогает следить за аппаратной стороной ПК и управлять ею. Сюда входят программы, контролирующие работу оперативной памяти, центрального процессора, видеокарты, устройств ввода и вывода информации, сетевые подпрограммы.

Таким ПО считается:

Драйверы — утилиты небольшого размера, функционирование которых заключается в обеспечении корректной работы остальных элементов оборудования;
ОС;
Дополнения — языковые пакеты или настройки расширения экрана.

Основное отличие системной разновидности считается то, что она не рассчитана на выполнение конкретной поставленной задачи. Она необходима, чтобы обеспечивать бесперебойную работу остальных частей компьютера. Ее можно назвать посредником между оборудованием — «железом» и программным кодом.

Прикладное

Наиболее обширная доля классификации. Сюда относятся графические и текстовые редакторы, браузеры, базы данных и все, что люди используют в привычной работе за компьютером. Здесь же находятся антивирусные пакеты, бухгалтерия и различные архивы.

Смысл этой разновидности в выполнении четко поставленной задачи: рисовать, учитывать, открывать сетевые страницы, набирать текст. Если утилита нужна для конкретного выполнения действия, то она является прикладным ПО.

Инструментальное

Специфическое обеспечение любой компьютерной техники. Его можно было бы отнести к прикладному, но из-за специфики применения его выделили в отдельный вид. Основная функция — отладка, настройка, переписывание программного кода.

Сюда входят компиляторы, отладчики, переводчики высокого уровня, редакторы, интерпретаторы и другие средства. Они необходимы, потому что техника не понимает человеческих слов. Чтобы ей «объяснить», что надо сделать, требуется специальный «машинный язык».

Постоянно пользоваться этим кодом базовым пользователям довольно сложно, поэтому были разработаны системы, которые позволяют переводить обычную речь в двоичную, привычную для ПК.

Разница между часто используемыми компиляторами и интерпретаторами заключается в том, что первый генерирует готовый файл, который можно запускать. А второй создает архив, который функционирует только с помощью самого сервиса.

Читайте также: