Системное программирование это

Системное программирование

Системное программирование (или программирование систем) — подраздел программирования, заключающийся в работе над системным программным обеспечением.

Определение «системное» подчеркивает тот факт, что результаты этого вида программирования существенно меняют свойства и возможности вычислительной системы. В то же время бесспорным остаётся тот факт, что в определенной степени этот результат имеет место при применении любых программ, выполняемых в вычислительной системе. Поэтому между программированием «системным» и «несистемным» (прикладным программированием») нет четкой границы.

Вычислительная система имеет иерархическую структуру, которую можно представить в виде набора вложенных слоев, на внешнем из которых находятся прикладные программы, а на самом внутреннем — аппаратура компьютера. Условная степень системности нарастает при программировании, затрагивающем все более внутренние уровни системы.

Одной из основных отличительных черт системного программирования по сравнению с прикладным заключается в том, что результатом последнего является выпуск программ для взаимодействия с пользователем (например, текстовый процессор). В то время как результатом системного программирования является выпуск программ для взаимодействия с аппаратным обеспечением (например, дефрагментация жёсткого диска), что подразумевает сильную зависимость таких программ от аппаратной части. В частности выделим следующее:

программист должен учитывать специфику аппаратной части и другие, часто уникальные, свойства системы в которой функционирует программа, использовать эти свойства, например, применяя специально оптимизированный для данной архитектуры алгоритм;
часто используется низкоуровневый язык программирования или такой диалект языка программирования, который
- позволяет функционирование в окружении с ограниченным набором системных ресурсов,
- работает максимально эффективно и имеет минимальное запаздывание по времени завершения,
- имеет маленькую библиотеку времени выполнения (RTL) или не имеет её вообще,
- позволяет прямое управление (прямой доступ) к памяти и управляющей логике,
- позволяет делать ассемблерные вставки в код;
отладка программы может быть затруднена при невозможности запустить её в отладчике из-за ограничений на ресурсы, поэтому может применяться компьютерное моделирование для решения этой проблемы.

Подводя итог, можно утверждать, что СИСТЕМНЫМ следует называть подраздел программирования как вида инженерной деятельности, в котором программист использует специфические и часто уникальные свойства и возможности ВНУТРЕННИХ УРОВНЕЙ вычислительной системы.

Системное программирование отличается от прикладного, что обычно приводит к специализации программиста в одном из них.

Часто, для системного программирования доступен ограниченный набор средств. Использование автоматической сборки мусора довольно редкое явление и отладка обычно сложна. Библиотека времени выполнения, при её наличии, часто менее способная и совершает меньшее количество проверок. В связи с этими ограничениями обычно применяют при мониторинге и записи данных — операционные системы.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Системное программирование» в других словарях:

системное программирование — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN systems programming … Справочник технического переводчика

системное программирование — sisteminis programavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. system programming vok. Systemprogrammierung, f rus. системное программирование, n pranc. programmation système, f … Automatikos terminų žodynas

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ — 1) Инженерная дисциплина, разрабатывающая методы построения системных программ, т. е. программ, входящих в состав больших программных комплексов (программных систем), придающих вычислительным средствам постоянные функции нек рой специальной… … Математическая энциклопедия

Системное программное обеспечение — Системное программное обеспечение это комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный… … Википедия

ПРОГРАММИРОВАНИЕ — 1) процесс составления программы, плана действий; 2) дисциплина, изучающая методы и приемы составления программ. С определенной долей условности П. как дисциплина делится на программирование теоретическое, изучающее математич. абстракции программ … Математическая энциклопедия

ПРОГРАММИРОВАНИЕ — 1) процесс составления программы, плана действий. 2) Раздел информатики, изучающий методы и приёмы составления программ. С долей условности П. как дисциплина разделяется на: теоретическое, изучающее матем. абстракции программ (как объектов с… … Физическая энциклопедия

ПРОГРАММИРОВАНИЕ — совокупность и последовательность действий в целях получения конкретного результата; (1) П. в вычислительной технике процесс составления (см.) в соответствии с данным (см.) на ЭВМ, а также создание средств программного обеспечения, с помощью… … Большая политехническая энциклопедия

Перехват (программирование) — У этого термина существуют и другие значения, см. Перехват. Перехват (англ. hooking) технология, позволяющая изменить стандартное поведение тех или иных компонентов информационной системы. Содержание 1 Назначение технологии перехвата … Википедия

Событийно-ориентированное программирование — Парадигмы программирования Агентно ориентированная Компонентно ориентированная Конкатенативная Декларативная (контрастирует с Императивной) Ограничениями Функциональная Потоком данных Таблично ориентированная (электронные таблицы) Реактивная … Википедия

RAD (программирование) — У этого термина существуют и другие значения, см. RAD. Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ • Проектиро … Википедия

Системное программирование

Программирование

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Программирование – процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, фундаментальных наук (прежде всего математики) и инженерии.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование — реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования. Под программированием также может пониматься разработка логической схемы для ПЛИС (Программируемая логическая интегральная схема (англ. programmable logic device, PLD) – электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем), а также процесс записи информации в ПЗУ. В более широком смысле программирование — процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Программирование включает в себя:

Анализ
Проектирование — разработка алгоритма
Кодирование и Компиляцию — написание исходного текста программы и преобразование его в исполнимый код с помощью компилятора
Тестирование и отладку — выявление и устранение ошибок
Сопровождение

Языки программирования

Большая часть работы программиста связана с написанием исходного кода на одном из языков программирования.

Читать еще: Темы курсовых проектов по программированию

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (т. н. парадигмы программирования). Отчасти искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать один из языков, наиболее полно подходящий для решения имеющейся задачи. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма, результатом чего часто бывает компромисс между простотой и производительностью (или между временем программиста и временем пользователя).

Единственный язык, напрямую выполняемый процессором — это машинный язык (также называемый машинным кодом). Изначально все программисты прорабатывали каждую мелочь в машинном коде, но сейчас эта трудная работа уже не делается. Вместо этого программисты пишут исходный код, и компьютер (используя компилятор, интерпретатор или ассемблер) транслирует его, в один или несколько этапов, уточняя все детали, в машинный код, готовый к исполнению на целевом процессоре. Даже если требуется полный низкоуровневый контроль над системой, программисты пишут на языке ассемблера, мнемонические инструкции которого преобразуются один к одному в соответствующие инструкции машинного языка целевого процессора.

В некоторых языках вместо машинного кода генерируется интерпретируемый двоичный код «виртуальной машины», также называемый байт-кодом (byte-code). Такой подход применяется в Forth, некоторых реализациях Lisp [1] , Java, Perl, Python, а также в языках платформы Microsoft .NET.

См. также

Компьютерная программа
Язык программирования
Разработка программного обеспечения
Экстремальное программирование
Олимпиады по программированию
Блок-схема

Ссылки

см. Lisp 1.5 в России

Программирование в DMOZ
Библиотека программного кода (offline)
Сообщество разработчиков программ
Ассоциация ISDEF
Теоретический минимум по информатике: Основы программирования (курсы и учебные материалы)

Литература

Роберт В Себеста «Основные концепции языков программирования», 5-е издание : Пер. с англ. — М. : 2001. — 672 стр. с ил., «Вильямс»
Иан Соммервилл «Инженерия программного обеспечения», 6-е издание : Пер. с англ. — М. : 2002. — 624 стр. с ил., «Вильямс»
М.В.Мозговой — Занимательное программирование
Иан Грэхем «Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика», 3-е издание : Пер. с англ. — М. : 2004. — 880 стр. с ил., «Вильямс»
Стив Мак-Коннел, «Совершенный код» (Steve McConnel. Code Complete. Microsoft Press, 1993)

Основные понятия

Проекти́рование – процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния.

В технике — разработка проектной, конструкторской и другой технической документации, предназначенной для осуществления строительства, создания новых видов и образцов. В процессе проектирования выполняются технические и экономические расчёты, схемы, графики, пояснительные записки, сметы, калькуляции и описания.

Проект — комплект указанной документации и материалов (определённого свойства). Проект какого-либо объекта может быть индивидуальным или типовым. При разработке индивидуальных проектов широко применяются типовые или типовые проектные решения.

Исполнимый код = машинный код.

Машинный код (также употребляются термины собственный код, или платформенно-ориентированный код, или родной код, или нативный код — от англ. native code) – система команд (язык) конкретной вычислительной машины (машинный язык), который интерпретируется непосредственно микропроцессором или микропрограммами данной вычислительной машины.

Транслятор – программа, которая принимает на вход программу на одном языке (он в этом случае называется исходный язык, а программа — исходный код), и преобразует её в программу, написанную на другом языке (соответственно, целевой язык и объектный код).

Наиболее часто встречаются две разновидности трансляторов:

· Компиляторы – выдают результат в виде исполняемого файла (в данном случае считаем, что компоновка входит в компиляцию). Этот файл:

o транслируется один раз – может быть запущен самостоятельно

o не требует для работы наличия на машине создавшего его транслятора

· Интерпретаторы – исполняют программу после разбора (в этом случае в роли объектного кода выступает внутреннее представление программы интерпретатором). Исполняется она построчно. В данном случае программа

o транслируется (интерпретируется) при каждом запуске (если объектный код кэшируется, возможны варианты)

o требует для исполнения наличия на машине интерпретатора и исходного кода

Компилятор – транслятор, который осуществляет перевод всей исходной программы в эквивалентную ей результирующую программу на языке машинных команд (микропроцессора или виртуальной машины).

Интерпретатор (языка программирования) – программа для интерпретации, т.е. непосредственного исполнения программ (производства вычислений, предписываемых этими программами) из исходного кода на определённом языке.

Ассемблер (от англ. assembler – рабочий-сборщик) – компьютерная программа, компилятор исходного текста программы написанной на языке ассемблера, в программу на машинном коде.

Системное программирование

Системное программирование (или программирование систем) – род деятельности, заключающийся в работе над системным программным обеспечением. Основная отличительная черта системного программирования по сравнению с прикладным программированием заключается в том, что результатом последнего является выпуск программного обеспечения, предлагающего определённые услуги пользователям (например, текстовый процессор). в то время как результатом системного программирования является выпуск программного обеспечения, предлагающего сервисы по взаимодействию с аппаратным обеспечением (например, дефрагментация жёсткого диска), что подразумевает сильную зависимость таких программ от аппаратной части. В частности выделим следующее:

· программист должен учитывать специфику аппаратной части и другие свойства системы в которой функционирует программа, использовать эти свойства, например, применяя специально оптимизированный для данной архитектуры алгоритм.

· обычно используется низкоуровневый язык программирования или такой диалект языка программирования, который

o позволяет функционирование в окружении с ограниченным набором системных ресурсов

o работает максимально эффективно и имеет минимальное запаздывание по времени завершения

o имеет маленькую библиотеку времени выполнения (RTL) или не имеет вообще её

o позволяет прямое управление (прямой доступ) к памяти и управляющей логике

o позволяет делать ассемблерные вставки в код

· отладка программы может быть затруднена при невозможности запустить её в отладчике из-за ограничений на ресурсы, поэтому может применяться компьютерное моделирование для решения этой проблемы.

Системное программирование существенно отличается от прикладного, что обычно приводит к специализации программиста в одном из них.

Читать еще: Виды алгоритмов в программировании

История

Изначально, программисты безвариантно писали на языке ассемблера. Эксперименты с поддержкой оборудования в языках высокого уровня (1960s привели к появлению таких, как BLISS и BCPL. Однако, язык программирования Си, сыгравший значительную роль в создании UNIX, завоевал большую популярность и распространился повсеместно к 1980-м годах.

В настоящее время (2006) некоторое применение нашлось для встраиваемого C++. Реализация основных частей в операционной системе и при использовании сетей нуждается в разработчиках системного ПО. Например, реализация постраничности (через виртуальную память) или драйверы устройств.

Термин Системное программирование непосредственно связан с термином Системный программист. Это программист, работающий (создающий, отлаживающий, диагностирующий и т. п.) над системным программным обеспечением.

Системный программист

Системный программист – это тот, кто связывает отдельные компоненты компьютерной системы сначала в модули, а затем в единое целое.

Он разрабатывает операционные системы и программные комплексы, благодаря которым все элементы компьютера функционируют слаженно. По сути, программирование систем схоже с работой инженера.

Содержание:

История профессии

Сложно сказать, когда именно возникло программирование, ясно лишь то, что случилось это задолго до изобретения компьютера.

Первыми устройствами, требующими программирования, были шарманка и музыкальная шкатулка.

В основе их работы лежит принцип перфокарты: звук воспроизводится с помощью вала с выступами. Шкатулка проигрывает всего одну мелодию, в то время как шарманка запрограммирована на несколько песенок.

В 1804 году был изобретен еще один программируемый механизм – жаккардовый ткацкий станок. Он воспроизводил узоры на тканях с помощью перфокарт.

Профессия системный программист в современном понимании возникла в середине XIX в., когда Чарльз Бэббидж и Ада Лавлейс создали аналитическую машину. И именно Ада стала первым программистом, в ее честь даже был назван универсальный компьютерный язык.

Еще одним значимым в истории программирования человеком стал Конрад Цузе. В середине XX в. он изобрел первый работающий компьютер, предназначенные для него программы и первый сложный язык программирования.

Особенности профессии

Работа системным программистом подразумевает высокий уровень оплаты, возможность работать без диплома.

К недостаткам профессии относятся частые авралы и проблемы со здоровьем, вызванные многочасовым сидением за компьютером.

Работа программиста творческая, но немало в ней и рутины. То, что понятно специалисту, сложно для других людей, поэтому время от времени приходится тратить много времени на объяснение профессиональных моментов простым языком.

Обязанности

Системный программист – это человек, в обязанности которого входит разрабатывать программные модули, интегрировать и адаптировать их, модифицировать продукт под определенную систему.

Также он создает и администрирует базы данных, операционные системы, драйвера, программные комплексы. После завершения работы системный программист тестирует полученный продукт и в дальнейшем занимается его поддержкой. Кроме того, его задачей является разработка инструкции.

На предприятии программист-системщик отвечает за компьютерную технику: настраивает системное ПО, оптимизирует дисковое пространство, контролирует базы данных, проводит проверку на вирусы, обучает сотрудников, решает проблемы в работе компьютеров и т.д.

Важные качества

Профессия системный программист подходит тем, кто имеет:

аналитический склад ума;
отличную память;
любит точные науки.

Также необходимы усидчивость, педантичность, умение переключать внимание, внимательность, ответственность.

Сфера информационных технологий развивается быстро, поэтому специалисту требуется склонность к самообразованию.

Навыки и знания

Системный программист должен знать принципы построения разных типов системного программного обеспечения, основы синтеза и анализа программ и данных.

Ему необходимо уметь работать в системе open source и с различными инструментами анализа и разработки программных систем, писать программы, разрабатывать алгоритмы. Пригодятся знание С++, Ассемблер, физики, математики, английского языка.

Перспективы и карьера

В будущем у системного программиста есть возможность IT-директором, руководителем проекта, возглавить команду программистов.

Обучение

Работа системным программистом не требует обязательного диплома университета.

Получить необходимые знания можно самостоятельно либо на курсах. На данный момент в интернете есть немало лекций и семинаров, также существует множество книг. Обучение на курсах может быть либо стационарным, либо онлайн.

Те, кто все же хочет иметь диплом, должны поступить в ВУЗ.

Специфика профессии такова, что овладеть ее можно только после практики. Поэтому уже во время учебы стоит устроиться стажером или самостоятельно решать несложные задачи.

Системное программирование — System programming

Системное программирование (или система программирования ) является деятельностью программирования компьютера системного программного обеспечения . Первичная отличительная черта систем программирования по сравнению с прикладным программированием является то , что прикладное программирование стремится производить программное обеспечение , которое обеспечивает услуги пользователя непосредственно (например , текстовый процессор ), в то время как системы программирование стремится производить программное обеспечение и программные платформы , которые предоставляют услуги другого программного обеспечения, имеет производительность ограничена, или как (например , операционные системы , вычислительные науки приложение, игровые движки и AAA видеоигра , промышленная автоматизация , а также программное обеспечение как сервис — приложения).

Системное программирование требует большой степени осведомленности оборудования. Его цель состоит в том, чтобы добиться эффективного использования имеющихся ресурсов, либо потому, что само программное обеспечение является производительность критически (AAA видеоигры) или потому, что даже небольшие улучшения эффективности непосредственно превращаются в значительные экономии денежных средств для поставщика услуг (облачные текстовые процессоры на основе).

содержание

обзор

Следующие атрибуты характеризуют программирование систем:

Программист может делать предположения об аппаратном и других свойствах системы , что программа работает на, и часто будет использовать эти свойства, например , с помощью алгоритма , который , как известно , чтобы быть эффективным при использовании конкретного оборудования.
Обычно низкоуровневый язык программирования или язык программирования диалект используется так , что:
- Программы могут работать в условиях ограниченных ресурсов
- Программы , написанные , чтобы быть эффективным с небольшим количеством времени выполнения накладных расходов, они могут иметь небольшую библиотеку времени выполнения , или вообще
- Программы могут использовать прямой и «сырой» контроль над доступом к памяти и управление потоком
- Программист может написать части программы непосредственно на языке ассемблера
Часто программа системы не может быть запущена в отладчике . Запуск программы в моделируемой среде иногда может быть использовано для уменьшения этой проблемы.

Читать еще: Как обновить драйвера в безопасном режиме

Системное программирование существенно отличается от прикладного программирования, что программисты имеют тенденцию специализироваться в одном или другом.

В системном программировании, часто ограниченные средства программирования доступны. Использование автоматической сборки мусора не является распространенным явлением и отладки иногда трудно сделать. Библиотека времени выполнения , даже если она доступна, как правило , гораздо менее мощный, и делает меньше проверки ошибок. Из — за этих ограничений, мониторинг и протоколирование часто используются; операционные системы могут иметь чрезвычайно сложные каротажные подсистемы.

Реализация определенных частей в операционных системах и сетевых требует программирования систем, например , внедрение подкачки ( виртуальной памяти ) или драйвером устройства для операционной системы.

история

Первоначально система программисты всегда писали в ассемблере . Эксперименты с аппаратной поддержки в языках высокого уровня в конце 1960 — х годов привели к таким языкам , как PL / S , BLISS , BCPL , и расширенный ALGOL для Burroughs больших систем . Forth также имеет применение в качестве языка системы. В 1980 — е годы, C стал повсеместно, опираясь на рост Unix . Совсем недавно подмножество C ++ называется Embedded C ++ видел некоторые используют, например , она используется в / O Kit I водителей MacOS .

Альтернативное использование

По историческим причинам некоторые организации используют термин программист системы для описания функции задания , которое было бы более точно назвать системный администратор . Это особенно верно в отношении организаций, компьютерных ресурсы исторически доминировали мэйнфреймы , хотя этот термин даже используются для описания рабочих функций , которые не связаны с мэйнфреймами. Такое использование возникло потому , что администрация IBM мэйнфреймов часто вовлекается написание пользовательского ассемблера ( Basic ассемблер от IBM (БАЛ)), который интегрирован с операционной системой , такими как OS / MVS , DOS / VSE или VM / CMS . Действительно, некоторые IBM программные продукты имели значительный вклад кода из персонала программирования клиента. Этот тип программирования прогрессивно реже, но термин программист системы по- прежнему является де — факто название должности для сотрудников , непосредственно управляющей IBM мэйнфреймы.

Системное программирование

Системная программа — программа, предназначенная для поддержания работоспособности СОИ или повышения эффективности ее использования.

Прикладная программа — программа, предназначенная для решения задачи или класса задач в определенной области применения СОИ.

В соответствии с терминологией, системное программирование — это процесс разработки системных программ (в том числе, управляющих и обслуживающих).

С другой стороны, система — единое целое, состоящее из множества компонентов и множества связей между ними.

Тогда системное программирование — это разработка программ сложной структуры.

Эти два определения не противоречат друг другу, так как разработка программ сложной структуры ведется именно для обеспечения работоспособности или повышения эффективности СОИ.

Подразделение ПО на системное и прикладное является до некоторой степени устаревшим. Сегодняшнее деление предусматривает поменьшей мере три градации ПО:

Промежуточное ПО (middleware) мы определяем как совокупность программ, осуществляющих управление вторичными (конструируемыми самим ПО) ресурсами, ориентированными на решение определенного (широкого) класса задач.

К такому ПО относятся менеджеры транзакций, серверы БД, серверы коммуникаций и другие программные серверы. С точки зрения инструментальных средств разработки промежуточное ПО ближе к прикладному, так как не работает на прямую с первичными ресурсами, а использует для этого сервисы, предоставляемые системным ПО.

С точки зрения алгоритмов и технологий разработки промежуточное ПО ближе к системному, так как всегда является сложным программным изделием многократного и многоцелевого использования и в нем применяются те же или сходные алгоритмы, что и в системном ПО.

Современные тенденции развития ПО состоит в снижении объема как системного, так и прикладного программирования.

Основная часть работы программистов выполняется в промежуточном ПО. Снижение объема системного программирования определено современными концепциями ОС, объектно-ориентированной архитектурой и архитектурой микроядра, в соответствии с которыми большая часть функций системы выносится в утилиты, которые можно отнести и к промежуточному ПО. Снижение объема прикладного программирования обусловлено тем, что современные продукты промежуточного ПО предлагают все больший набор инструментальных средств и шаблонов для решения задач своего класса.

Значительная часть системного и практически все прикладное ПО пишется на языках высокого уровня, что обеспечивает сокращение расходов на их разработку/модификацию и переносимость.

Системное ПО подразделяется на системные управляющие программы и системные обслуживающие программы.

Управляющая программа — системная программа, реализующая набор функций управления, который включает в себя управление ресурсами и взаимодействие с внешней средой СОИ, восстановление работы системы после проявления неисправностей в технических средствах.

Программа обслуживания (утилита) — программа, предназначенная для оказания услуг общего характера пользователям и обслуживающему персоналу СОИ.

Управляющая программа совместно с набором необходимых для эксплуатации системы утилит составляют операционную систему (ОС).

Кроме входящих в состав ОС утилит могут существовать и другие утилиты (того же или стороннего производителя), выполняющие дополнительное (опционное) обслуживание. Как правило, это утилиты, обеспечивающие разработку программного обеспечения для операционной системы.

Система программирования — система, образуемая языком программирования, компилятором или интерпретатором программ, представленных на этом языке, соответствующей документацией, а также вспомогательными средствами для подготовки программ к форме, пригодной для выполнения.