Инженер-программист (системное программирование). В. И. Воробьев

Для облегчения работы программистов разработано много программ, которые образуют систему программ, и их называют системными. Способ объединения программ в систему выбирают в соответствии с целью, для которой создается программное обеспечение. Системные программы расширяют функции электронной части ЭВМ и позволяют более гибко и эффективно их использовать.

Программное или математическое обеспечение ЭВМ - это совокупность ряда вспомогательных программ, которые не имеют прямого отношения к решению конкретных информационных проблем, но необходимы для их эффективного решения. Понятие программы (системной или прикладной) связано с процессом передачи задания машине. Для этого необходимо уметь точно описать каждый шаг решения задачи, примерно так, как ученик решает арифметические задачи по вопросам. Школьная задача считается трудной, если вопросов пять-шесть. Программирование для ЭВМ есть составление плана решения таких задач, которые требуют десятков тысяч действий.

Современные электронно-вычислительные машины - это, прежде всего устройства для вычислений или обработки текстов. В них вводятся данные, указываются наборы действий, для каждого из которых должна быть записана вызывающая его команда. Набор таких команд, так называемая программа на языке машины, требует большой работы специалистов. Поэтому с самого начала появления ЭВМ большие усилия программистов были направлены на создание методов, которые позволяют облегчить процесс программирования. Тем не менее, некоторый промежуток времени (около десяти лет) пользователи ЭВМ тратили много труда на программирование на языке машин. Автоматизация процесса программирования и является одной из основных задач системного программиста, который расширяет функции ЭВМ, позволяет облегчить, унифицировать и стандартизировать способ программирования на разных ЭВМ, что существенно снижает трудоемкость программирования.

Одной из первых проблем, решаемых системными программистами, является перевод из двоичной системы исчисления в десятичную и обратно. В двоичной системе записывается только ноль и единица, "да" и "нет", как если бы мы забыли, что у нас по пять пальцев на руках и нам пришлось бы для запоминания чисел загибать руку. Вычисления по такой системе даже школьных примеров становятся очень громоздкими.

Вторая проблема связана с громоздкостью записей большого числа действий, которые требуются для программирования алгоритмов, так как электронно-вычислительные машины позволяют выполнять в основном только очень простые действия: " + ", "-", "х", "/". Таким образом, системному программисту приходится разрабатывать способ выражения (язык программирования), удобный для человека, и метод перевода (трансляции) с языка программирования на язык машин.

Для облегчения программирования предлагается большой набор удобных для записи конкретных алгоритмов языков программирования. Это требует разработки перевода программ на этих языках в такие программы, которые понятны вычислительной машине. Способ перевода записывается в виде программы, после чего перевод может выполнять сама машина.

Инженер-программист при разработке системных программ должен учитывать также структуру (архитектуру) современных ЭВМ. А она очень многообразна, и в вычислительных центрах коллективного пользования представляет собой многомашинные комплексы, включающие универсальные и специализированные процессоры для проблемно-ориентированной обработки информации, например, управляющие приборами, станками, установками и т. д. Кроме того, имеются устройства и программы, позволяющие объединять удаленные ЭВМ через каналы связи в сеть ЭВМ.

Указанная специфика программирования потребовала подготовки специалистов нового профиля - инженеров по системному программированию.

Современные устройства, обеспечивающие выход и вход в ЭВМ, настолько разнообразны, что позволяют результаты отображать в виде цветных графиков, номограмм и даже кинофильмов.

Современные мощные ЭВМ ввиду большой дороговизны эксплуатируются одновременно несколькими пользователями-программистами. Поскольку память делится между данными и программой, а также между разными программами, то необходимы системные программы, обеспечивающие справедливое распределение памяти, которая является дефицитным ресурсом ЭВМ. Распределение памяти между различными программами, учет и контроль памяти и машинного времени возложены на системные программы.

Системные программисты позволяют превратить ЭВМ из устройства для вычислений в устройства для перевода с одного языка на другой, для ведения бухгалтерских и банковских операций, игры в шашки, в шахматы, для ведения операций по продаже железнодорожных и авиабилетов и т. д. Без системных программистов не смогли бы с успехом использовать ЭВМ для решения "неприступных" уравнений, заглянуть в структуру белка, раскрыть генетический код, изучать свойства элементарных частиц и строение звезд. Эти специалисты работают на каждом вычислительном центре, занимаются настройкой чрезвычайно громоздкого хозяйства системных программ, помогают прикладным программистам освоить и применять богатый набор языков программирования для решения конкретных задач.

Инженеры системного программирования должны хорошо знать математику, устройство электронно-вычислительных машин, работу отдельных ее узлов и сетей ЭВМ. Им требуется широкий кругозор для создания эффективных средств автоматизации процесса программирования в различных областях информационной деятельности человека.

Работа системного программиста связана с непрерывным и динамичным совершенствованием средств вычислительной техники и появлением все более широкого класса задач, требующих создания системных программ. Процесс изготовления больших систем длится несколько лет, а если учесть время полной доводки, то он длится около семидесяти лет. Поэтому для системного программиста-разработчика очень важно уметь предвидеть развитие вычислительной техники, появление новых задач. Системный программист должен обладать развитой интуицией, умением планировать собственные действия на длительный срок, иметь большое терпение и выдержку.

Новое поколение ЭВМ раскрепощает мышление, позволяет переместиться в любой мир, как бы сказочен он ни был.

Системный программист - это и математик, и инженер, и конструктор чрезвычайно сложных и громоздких программных систем. Это специалист, от квалификации которого зависит работа целых заводов, институтов и вычислительных центров. Из-за одной ошибки в программе может остановиться производство на том или ином заводе или фабрике. А поэтому специалист должен быть предельно внимателен, трудолюбив, отлично разбираться в сложных иерархических программных системах, одинаково хорошо знать как работу маленькой программы, так и работу системы в целом.

Подготовка специалистов в области системного программирования проводится более чем в 50 вузах нашей страны.