Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Прикладное програмное обеспечение ПК

Корольчук Татьяна Вячеславовна, Правоведение, 1 курс

Прикладное программное обеспечение ПК

ОГЛАВЛЕНИЕ

НАЗНАЧЕНИЕ ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов разработчики прикладных программ большие усилия тратят на совершенствование и модернизацию популярных систем, создание их новых версий. Новые версии, как правило, поддерживают старые, сохраняя преемственность, и включают в себя базовый минимум (стандарт) возможностей.

Один из возможных вариантов классификации программных средств, составляющих прикладное программное обеспечение отражен на рисунке (Рисунок 1).

Рисунок 1. Классификация прикладного программного обеспечения

Как и почти всякая классификация, приведенная на рисунке не является единственно возможной. В ней представлены даже не все виды прикладных программ.¹

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Программы офисного назначения

_П

рограммы офисного назначения. Программы - это те программы, которые применяются практически во всех деловых применениях компьютеров. Это редакторы текстов, табличные процессоры, программы подготовки презентаций и всякие полезные мелочи - записные книжки, организаторы рабочего времени и др. Именно такой набор программ обычно входит в комплекты офисных программ Microsoft Office.

Редакторы текстов - это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Редакторы документов позволяют делать это гораздо удобнее и лучше, чем с помощью печатающей машинки. Они ориентированы на работу с документами, то есть с текстами, состоящими из разделов, страниц, абзацев, предложений и т.д. Они позволяют использовать разные шрифты символов, абзацы произвольной формы, сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и т.п. Наиболее мощные редакторы позволяют проверять орфографию, набирать тексты в несколько столбцов, создавать таблицы и диаграммы и т.д. Существует несколько сотен редакторов. При работе в DOS можно порекомендовать популярный LEXICON. При работе с Windows - Microsoft Word, WordPerfect фирмы Corel.

Табличные процессоры обеспечивают работу с большими таблицами. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа. пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по имеющимся данным. Современные табличные процессоры поддерживают трехмерные таблицы, позволяют создавать входные и выходные формы, включать в таблицы рисунки, работать с базами данных и т.д. Наибольшей популярностью пользуются табличные процессоры Microsoft Excel, lotus 1-2-3.

Математические программы общего назначения позволяют производить как операции в символьном виде (найти определенный интеграл функции), так и выполнять числовые расчеты (найти решение системы уравнений). Программы содержат мощные средства визуализации. Основные области применения - научные исследования, обучение студентов и школьников, инженерные расчеты. Наиболее мощной является Mathematica, Mathcard, Maple и др.

Статистические программы как общего назначения (SPSS, Statistica, STADIA, так и специализированные, чаще всего для анализа временных рядов или анализа качества продукции.

Системы научной и инженерной графики позволяют выводить на экран графики функций, линии уровня поверхностей, диаграммы рассеяния и т.д. Это Grapher, Surfer и т.д.

Программы экономического назначения. Это бухгалтерские программы. Предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности, анализа финансовой деятельности. 1С-Бухгалтерия.

Системы управления базами данных. Позволяют управлять большими информационными массивами - базами данных.

Желание объединить функции различных прикладных программ в единую систему привело к созданию интегрированных систем. Универсальные интегрированные системы разрабатывались по принципу единой системы, содержащей в качестве элементов текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и систему управления базами данных. Примеры: Framework, Works, Мастер. Современная концепция интеграции программных средств - кооперация отдельных прикладных программных систем по типу широко известного пакета MicroSoft Office. Сами системы, входящие в пакет, являются независимыми, более того, они сами представляют локально интегрированный пакет, поскольку помимо основной своей задачи поддерживают функции других систем. Например, текстовый редактор Word обладает возможностью манипулировать с электронными таблицами и базами данных, а в электронной таблице Excel встроен мощный текстовый редактор. Для сопряжения информационных данных из различных программных систем в них предусматривают импорт-экспортную систему обмена с перекодировкой форматов представления данных.

Компьютерная графика, видео и анимация

_Г

рафические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. Можно условно выделить следующие разновидности таких редакторов:

простейшие редакторы - в них предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Это Paintbrush, Brush;
редакторы, ориентированные на обработку фотоизображений и изображений, введенных со сканера. В отличие от простейших редакторов, они могут обрабатывать изображения большого размера и предоставляют различные возможности по преобразованию изображения (Photo Frames);
редакторы, рассчитанные на создание художественных изображений, применяются художниками, дизайнерами. Позволяют рисовать с помощью графических планшетов, используя различные кисти и стили рисования;
редакторы векторной (объектной) графики работают с изображением, состоящим не из цветных точек, а из различных объектов - линий, букв. Используются для создания реклам, технических иллюстраций (Corel Draw);
редакторы для создания трехмерных изображений (Autodesk 3D Studio и др) позволяют определять трехмерные объекты, закрашивать их, получая реалистическое трехмерное изображение. На практике редакторы векторной, растровой, трехмерной графики часто комбинируются.

Программы для анимации. С помощью анимационных программ можно создавать двумерные и трехмерные движущиеся модели объектов, управляя ими и комбинируя их, можно получать анимационные фильмы. (Autodesk 3D Studio). С помощью таких программ можно добиться очень натуральных эффектов и изображений. Однако это требует слишком много времени даже на самых мощных IBM PC-совместимых компьютерах.

Программы для создания компьютерного видео. С помощью них можно производить линейный и нелинейный монтаж видеофильмов. Линейный монтаж представляет собой монтаж кусков отснятого видеоматериала с наложением на него несложных эффектов - титров, различных способов стыка видеофрагментов и т.д. Нелинейный монтаж подразумевает обработку видеоизображений компьютером, он позволяет обеспечить гораздо большее разнообразие эффектов, но требует более мощного компьютера и специальной платы.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Разработчики создают специальные программные системы целевого назначения для специалистов в некоторой предметной области. Такие программы называют авторскими инструментальными системами.

Авторская система представляет интегрированную среду с заданной интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнить информационным содержанием своей предметной области.

Экспертная система - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. Экспертные системы призваны решать задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний.

Кроме того, эти системы должны уметь объяснять свое поведение и свое решение.

Принципиальным отличием экспертных систем от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения.

Принято выделять в экспертных системах три основных модуля:

модуль базы знаний;
модуль логического вывода;
интерфейс с пользователем.

Экспертные системы, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии и социологии, криминалистике, лингвистике и т.д.

В последнее время широкую популярность получили программы обработки гипертекстовой информации. Гипертекст – это форма организации текстового материала не в линейной последовательности, а в форме указании возможных переходов (ссылок), связей между отдельными его фрагментами. В обычном тексте используется обычный линейный принцип размещения информации и доступ к нему осуществляется последовательно. В гипертекстовых системах информация напоминает текст энциклопедии, и доступ к любому выделенному фрагменту текста осуществляется произвольно по ссылке. Организация информации в гипертекстовой форме используется при создании справочных пособий, словарей, контекстной помощи в прикладных программах.

Расширение концепции гипертекста на графическую и звуковую информацию приводит к понятию гипермедиа. Идеи гипермедиа получили распространение в сетевых технологиях, в частности в Интернет-технологиях. Технология WWW (World Wide Web) позволила структурировать громадные мировые информационные ресурсы посредством гипертекстовых ссылок. Появились программные средства, позволяющие создавать подобные Web-странички. Стали развиваться механизмы поиска нужной информации в лабиринте информационных потоков. Популярными поисковыми средствами в Интернет являются Yahoo, AltaVista, Magellan, Rambler и др.

Мультимедиа - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения. Появление и широкое распространение компакт-дисков (CD-ROM) сделало эффективным использование мультимедиа в рекламной и информационной службе, сетевых телекоммуникационных технологиях, обучении.

Мультимедийные игровые и обучающие системы начинают вытеснять традиционные «бумажные библиотеки». Сегодня в библиотеках CD-ROM можно «гулять» по музеям, выставкам и т.д. с помощью «электронного путеводителя».

Мультимедийное программное обеспечение можно условно разделить на прикладную часть (мультимедиа-энциклопедии, компьютерные игры, аудио и видеоплееры и т.п.) и специализированную, к которой можно отнести программы, предназначенные для создания прикладных программ (профессиональные графические редакторы, редакторы 3D-графики, звуковые редакторы и т.д.)

К прикладным можно отнести мультимедийные приложения, с которыми непосредственно работает обычный пользователь мультимедийного компьютера. В первую очередь это компьютерные игры. Также сюда можно отнести мультимедиа-энциклопедии, видео и аудиоплееры, программы для создания и просмотра презентаций и многие другие.²

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ

Каждая прикладная программа этой группы ориентируются на достаточно узкую предметную область, но проникает в нее максимально глубоко.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) - индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста и обеспечивающий подготовку, редактирование, обработку данных, поиск и выдачу (на экран и печать) необходимых ему документов и данных. АРМ может быть реализован в виде автономной автоматизированной системы на ПЭВМ или являться терминалом автоматизированной системы.

С помощью АРМ специалист может обрабатывать тексты, посылать и принимать сообщения, хранящиеся в памяти ЭВМ, участвовать в совещаниях, организовывать и вести личные архивы документов, выполнять расчеты и получать готовые результаты в табличной и графической форме. Обычно процессы принятия решений и управления в целом реализуются коллективно, но необходима проблемная реализация АРМ управленческого персонала, соответствующая различным уровням управления и реализуемым функциям. Подготовка информации для принятия решений, собственно принятие решений и их реализация могут иметь много общего в различных экономических службах предприятия. Также многие функции являются типовыми для многих предприятий. Это позволяет создавать гибкие, перестраиваемые структуры управления.

Особое значение для повышения эффективности науки приобретает автоматизация научных исследований, позволяющая получать более точные и полные модели исследуемых объектов и явлений, ускорять ход научных исследований и снижать их трудоемкость, изучать сложные объекты и процессы, исследование которых традиционными методами затруднительно или невозможно. Применение автоматизированных систем научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники (АСНИ) наиболее эффективно в тех современных областях науки и техники, которые имеют дело с использованием больших объемов информации. К ним прежде всего относятся:

ядерная физика (сбор и обработка экспериментальных данных, получаемых на реакторах, ускорителях и установках термоядерного синтеза);
физика плазмы и твердого тела;
радиофизика и электроника;
астрономия и радиоастрономия;
космические исследования (обработка информации, получаемой с искусственных спутников для нужд народного хозяйства);
геология и геофизика (разведка полезных ископаемых);
исследования Мирового океана, экологические исследования, прогнозирование погоды и стихийных бедствий;
биология и медицина (исследования в области молекулярной биологии, микробиологического синтеза, диагностики заболеваний);
химическая технология (моделирование технологических процессов, получение материалов с заданными свойствами);
исследования сложных технологических процессов в промышленности;
исследования и разработки в области энергетики (электростанции, сети электропередачи, энергетические системы);
исследования и разработки в области транспортных коммуникаций, сетей связи и сетей вычислительных машин;
натурные и стендовые испытания сложных технических объектов (летательных аппаратов, транспортных устройств, машин, сооружений);
экономика, социальные исследования, право и языкознание.

Автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники обеспечивают получение значительного народнохозяйственного эффекта. Этот эффект образуется от повышения производительности труда в исследовательских и испытательных подразделениях, улучшения технико-экономических характеристик разрабатываемых объектов на основе получения и использования более точных моделей этих объектов, сокращения дорогостоящих натурных испытаний, исключения некоторых стадий опытно-конструкторских работ, что в конечном счете приводит к снижению затрат на разработку объектов новой техники.

АСНИ отличаются от других типов автоматизированных систем (АСУ, АСУТП, САПР и т.д.) характером информации, получаемой на выходе системы. Прежде всего, это обработанные или обобщенные экспериментальные данные, но главное - полученные на основе этих данных математические модели исследуемых объектов, явлений или процессов. Адекватность и точность таких моделей обеспечивается всем комплексом методических, программных и других средств системы. В АСНИ могут использоваться также и готовые математические модели для изучения поведения тех или иных объектов и процессов, а также для уточнения самих этих моделей. АСНИ поэтому являются системами для получения, корректировки или исследования моделей, используемых затем в других типах автоматизированных систем для управления, прогнозирования или проектирования.

Как правило, все типы АСНИ должны создаваться на базе серийных средств вычислительной техники широкого применения (процессоров, устройств памяти на магнитных лентах и дисках, печатающих устройств, дисплеев и т.п.). Однако, в АСНИ может примениться и специальная аппаратура для сопряжения ЭВМ с исследуемыми объектами. Эта аппаратура должна обеспечивать разнообразные функции предварительной обработки информации, иметь гибкую структуру и максимальную взаимозаменяемость модулей и блоков.

САПР - системы автоматизированного проектирования, каждая из которых также работает в узкой области,

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Цель автоматизации - повысить качество проектирования, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

САПР - система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования. В САПР обеспечивается удобство использования программ за счет применения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, специальных проблемно-ориентированных языков и наличия информационно-справочной базы.

Структурными составными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.

По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции, например:

подсистема компоновки машины;
подсистема проектирования сборочных единиц;
подсистема проектирования деталей;
подсистема проектирования схемы управления;
подсистема технологического проектирования.

К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержания работоспособности проектирующих подсистем, например:

подсистема графического отображения объектов проектирования;
подсистема документирования;
подсистема информационного поиска и др.

В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида проектирующих подсистем:

объектно-ориентированные (объектные);
объектно-независимые (инвариантные).

К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования, например:

подсистема проектирования технологических систем;
подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.

К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, например:

подсистема расчетов деталей машин;
подсистема расчетов режимов резания;
подсистема расчета технико-экономических показателей и др.

АСУ - автоматизированные системы управления.

Классификация АСУ существенным образом зависит от критериев классификации.

По виду используемой управляющим устройством информации различают разомкнутые и замкнутые АСУ: в разомкнутых системах отсутствует обратная связь между выходом объекта управления и входом управляющего устройства. В таких системах управляемая величина не контролируется. При наличии обратной связи объект управления и управляющее устройство образуют замкнутый контур, обеспечивающий автоматический контроль за состоянием объекта управления.

По характеру изменения задающего воздействия АСУ можно отнести к следующим видам:

автоматической стабилизации, задающее воздействие в которых постоянно; эти системы предназначены для поддержания постоянства некоторого физического параметра (температуры, давления, скорости вращения и т.д.);
программного управления, задающее воздействие в которых изменяется по какому-либо заранее известному закону (например, по определенной программе может осуществляться изменение скорости вращения электропривода, изменение температуры изделия при термической обработке и т.д.);
следящие, задающее воздействие в которых изменяется по произвольному, заранее неизвестному закону (используются для управления параметрами объектов управления при изменении внешних условий).

В последние годы все большее значение приобретают адаптивные АСУ, характеризующиеся действием на объект управления каких–либо абсолютно неизвестных факторов. В результате возникает необходимость решения задачи управления в условиях неопределенности исходных данных для принятия решения об управляющих воздействиях. Эти системы могут приспосабливаться к изменениям внешней среды и самого объекта управления, а также улучшать свою работу по мере накопления опыта, т.е. информации о результатах управления.

В свою очередь адаптивные АСУ делятся на:

оптимальные, которые обеспечивают автоматическое поддержание в объекте управления наивыгоднейшего режима;
самонастраивающиеся, параметры объекта управления у которых не остаются неизменными, а преобразуются при изменении внешних условий;
самоорганизующиеся, алгоритм работы у которых не остается неизменным, а совершенствуется при изменении параметров объекта управления и внешних условий;
самообучающиеся, которые анализируют накопленный опыт управления объектом и на основании этого автоматически совершенствуют свою структуру и способ управления.

По характеру действия АСУ подразделяют на непрерывные и дискретного действия. В непрерывных АСУ при плавном изменении входного сигнала также плавно изменяется и выходной сигнал. В дискретных АСУ при плавном изменении входного сигнала выходной сигнал изменяется скачкообразно. Методы управления, основанные на применении цифровой техники, всегда приводят к дискретным АСУ.

По характеру изменения параметров сигналов АСУ можно разделить на линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные. По количеству самих параметров АСУ являются одномерными или многомерными (многопараметрическими).

АСУ ТП в промышленности и в непромышленной сфере должна управлять технологическим объектом в целом и снабжать взаимосвязанные с ней системы достоверной технологической и технико-экономической информацией о работе технологического объекта управления (ТОУ).

АСУ ТП должна вырабатывать и реализовывать рациональные по целям и критериям управления управляющие воздействия на ТОУ в реальном масштабе времени протекания технологического процесса в объекте управления.

АСУ ТП должна выполнять управляющие, информационные и вспомогательные функции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература.

Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. М., «Наука», 2001.
Васильев А.А. Программирование на алгоритмических языках. М.: Наука, 1983
Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – 3-е изд, перераб. – М.: Финансы и статистика, 2001.
Микляев А.П. Настольная книга пользователя IBM PC 3-издание М.:, «Солон-Р», 2000.
Экономическая информатика и вычислительная техника / Под ред. В Л. Косарева и А.Ю. Королева. М.: Финансы и статистика, 1996.

Дополнительная литература.

Аладьев В.З., Хунт Ю.Я., Шишаков М.Л. Основы информатики: Учебн. пособие. М.: Филинъ, 1998.
Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др. – Спб.: Издательство «Питер», 1999.
Компьютерные технологии обработки информации. Под ред. Назарова С.В. - М.: Финансы и статистика, 1995.
Шафрин Ю.А. Информационные технологии. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998.

¹ Шафрин Ю.А. Информационные технологии. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998.

² Микляев А.П. Настольная книга пользователя IBM PC 3-издание М.:, «Солон-Р», 2000.