Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика»




НазваниеКнига предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика»
страница7/12
Дата02.03.2013
Размер1.54 Mb.
ТипКнига
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Программное обеспечение

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устрой­ства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Несмотря на то что мы рассматриваем эти две категории отдельно, нельзя забывать, что между ними существует диалекти­ческая связь и раздельное их рассмотрение является по меньшей мере условным.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программ­ной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и бло­ками существует взаимосвязь — многие программы работают, опираясь на другие программы более .низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаи­модействующих между собой уровней.

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструк­цию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение пред­шествующих уровней. Такое членение удобно для всех этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Обратите внима­ние на то, что каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с про­граммным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программ­ное обеспечение.

Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппа­ратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами {ПЗУ — Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуа­тации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ — Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией), так и вне нее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Системный уровень. Системный уровень — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспе­чением, то есть выполняют «посреднические» функции.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключе­нии к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств — они входят в со­став программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользо­вателем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычис­лительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользователь­ского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операци­онной системы компьютера. Полное понятие операционной системы мы рассмотрим несколько позже, а здесь только отметим, что если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. То есть наличие ядра опера­ционной системы — непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автома­тизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслу­живания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирова­ние. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свой­ства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представ­ляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк: от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функ­циональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.

Поскольку между прикладным программным обеспечением и системным сущест­вует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утвер­ждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие трие­диного комплекса человек — программы — оборудование.

Классификация прикладных программных средств

Текстовые редакторы. Основные функции этого класса прикладных программ заключаются во вводе и редактировании текстовых данных. Дополнительные функ­ции состоят в автоматизации процессов ввода и редактирования. Для операций ввода, вывода и сохранения данных текстовые редакторы вызывают и используют систем­ное программное обеспечение. Впрочем, это характерно идая всех прочих видов прикладных программ, и в дальнейшем мы не будем специально указывать на этот факт. С этого класса прикладных программ обычно начинают знакомство с программным обеспечением и на нем отрабатывают первичные навыки взаимодействия с компью­терной системой.

Текстовые процессоры. Основное отличие текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. Соответственно, к основным средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих итоговый документ, а к дополнительным — средства автоматизации процесса форматирования. Современный стиль работы с документами подразумевает два альтернативных подхода — работу с бумажными документами и работу с электронными докумен­тами (по безбумажной технологии). Поэтому, говоря о форматировании документов средствами текстовых процессоров, надо иметь в виду два принципиально разных направления — форматирование документов, предназначенных для печати, и форма­тирование электронных документов, предназначенных для отображения на экране. Приемы и методы в этих случаях существенно различаются. Соответственно, разли­чаются и текстовые процессоры, хотя многие из них успешно сочетают оба подхода.

Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категория: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D-редакторы). Растровые редакторы применяют в тех случаях, когда графический объект пред­ставлен в виде комбинации точек, образующих растр и обладающих свойствами яркости и цвета. Такой подход эффективен в тех случаях, когда графическое изоб­ражение имеет много полутонов и информация о цвете элементов, составляющих объект, важнее, чем информация об их форме. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. Растровые редакторы широко применяются для обработки изображений, их ретуши, создания фотоэффектов и художествен­ных композиций (коллажей).

Возможности создания новых изображений средствами растровых редакторов огра­ниченны и не всегда удобны. В большинстве случаев художники предпочитают пользоваться традиционными инструментами, после чего вводить рисунок в компьютер с помощью специальных аппаратных средств (сканеров) и завершать работу с помощью растрового редактора путем применения спецэффектов.

Векторные редакторы отличаются от растровых способом представления данных об изображении. Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия. Такой подход характерен для чертежно-графических работ, в кото­рых форма линий имеет большее значение, чем информация о цвете отдельных точек, составляющих ее. В векторных редакторах каждая линия рассматривается как математическая кривая третьего порядка и, соответственно, представляется не комбинацией точек, а математической формулой (в компьютере хранятся число­вые коэффициенты этой формулы). Такое представление намного компактнее, чем растровое, соответственно данные занимают много меньше места, однако построение любого объекта выполняется не простым отображением точек на экране, а сопровождается непрерывным пересчетом параметров кривой в координаты экранного или печатного изображения. Соответственно, работа с векторной графикой требует более производительных вычислительных систем.

Из элементарных объектов (линий) создаются простейшие геометрические объекты (примитивы) из которых, в свою очередь, составляются законченные композиции. Художественная иллюстрация, выполненная средствами векторной графики, может содержать десятки тысяч простейших объектов, взаимодействующих друг с другом.

Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков. Они нашли широкое применение в рекламном бизнесе, их применяют для оформления обложек полиграфических изданий и всюду, где стиль художественной работы близок к чертежному.

Редакторы трехмерной графики используют для создания трехмерных композиций. Они имеют две характерные особенности. Во-первых, они позволяют гибко управ­лять взаимодействием свойств поверхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения и, во-вторых, позволяют создавать трехмерную анимацию. Поэтому редакторы трехмерной графики нередко называют также ЗD-аниматорами.

Системы управления базами данных. Базами данных называют огромные массивы данных, организованных в табличные структуры. Основными функциями систем управления базами данных являются:

• создание пустой (незаполненной) структуры базы данных;

• предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;

• обеспечение возможности доступа к данным, а также предоставление средств поиска и фильтрации.

Многие системы управления базами данных дополнительно предоставляют воз­можности проведения простейшего анализа данных и их обработки. В результате возможно создание новых таблиц баз данных на основе имеющихся. В связи с широким распространением сетевых технологий к современным системам управ­ления базами данных предъявляется также требование возможности работы с уда­ленными и распределенными ресурсами, находящимися на серверах всемирной компьютерной сети.

Электронные таблицы. Электронные таблицы предоставляют комплексные сред­ства для хранения различных типов данных и их обработки. В некоторой степени они аналогичны системам управления базами данных, но основной акцент смещен не на хранение массивов данных и обеспечение к ним доступа, а на преобразование данных, причем в соответствии с их внутренним содержанием. В отличие от баз данных, которые обычно содержат широкий спектр типов данных (от числовых и текстовых до мультимедийных), для электронных таблиц характерна повышенная сосредоточенность на числовых данных. Зато электронные таблицы предоставляют более широкий спектр методов для работы с данными числового типа.

Основное свойство электронных таблиц состоит в том, что при изменении содержа­ния любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержа­ния во всех прочих ячейках, связанных с измененными соотношением, заданным математическими или логическими выражениями (формулами). Простота и удоб­ство работы с электронными таблицами снискали им широкое применение в сфере бухгалтерского учета, в качестве универсальных инструментов анализа финансо­вых, сырьевых и товарных рынков, доступных средств обработки результатов тех­нических испытаний, то есть всюду, где необходимо автоматизировать регулярно повторяющиеся вычисления достаточно больших объемов числовых данных.

Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностро­ении, приборостроении, архитектуре. Кроме чертежно-графических работ эти сис­темы позволяют проводить простейшие расчеты (например, расчеты прочности деталей) и выбор готовых конструктивных элементов из обширных баз данных.

Отличительная особенность CAD-систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил, что освобож­дает конструктора (или архитектора) от работ нетворческого характера. Напри­мер, в машиностроении CA-D-системы способны на базе сборочного чертежа изде­лия автоматически выполнить рабочие чертежи деталей, подготовить необходимую технологическую документацию с указанием последовательности переходов меха­нической обработки, назначить необходимые инструменты, станочные и контроль­ные приспособления, а также подготовить управляющие программы для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленных роботов и гибких автоматизированных линий. Сегодня системы автоматизированного проектиро­вания являются необходимым компонентом, без которого теряется эффективность реализации гибких производственных систем (ГПС) и автоматизированных сис­тем управления технологическими процессами (АСУТП).

Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программ­ного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процес­сорами и системами автоматизированного проектирования.

Теоретически текстовые процессоры предоставляют средства для внедрения в тек­стовый документ объектов другой природы, например объектов векторной и растро­вой графики, а также позволяют управлять взаимодействием между параметрами текста и параметрами внедренных объектов. Однако на практике для изготовления полиграфической продукции эти средства либо функционально недостаточны с точки зрения требований полиграфии, либо недостаточно удобны для производи­тельной работы.

От текстовых процессоров настольные издательские системы отличаются расши­ренными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны, они отличаются пониженными функциональными возможностями по автоматизации ввода и редактирования тек­ста. Типичный прием использования настольных издательских систем состоит в том, что их применяют к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Похожие:

Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconУчебник для вузов Под редакцией С. В. Симоновича
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика», для преподавательского...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconКнига также может быть полезна практикующим инженерам, осваивающим современные компьютерные технологии, преподавателям вузов и средних специальных учебных заведений
Учебник предназначен для студентов и бакалавров, магистров и аспирантов технических вузов, изучающих информационные технологии в...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconНовый комплексный учебник по сапр
Учебник предназначен для студентов и бакалавров, магистров и аспирантов технических вузов, изучающих информационные технологии в...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconПрограмма дисциплины «Информационные технологии в рекламе» для направления 031600. 61 «Реклама и связи с общественностью»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для специальности 032401....
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconАннотация дисциплины «Мировые информационные ресурсы и сети» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет
Дисциплина «Мировые информационные ресурсы и сети» предназначена для студентов третьего курса, обучающихся по направлению 220400...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconАннотация дисциплины «Мировые информационные ресурсы и сети» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет
Дисциплина «Мировые информационные ресурсы и сети» предназначена для студентов третьего курса, обучающихся по направлению 220400...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconПрограмма дисциплины «Информационные технологии в рекламе»  для специальности 032401. 65 «Реклама»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для специальности 032401....
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconИ. В. Челышева методика и технология
Книга предназначена для студентов вузов, аспирантов, преподавателей высшей школы, учителей, исследователей в области педагогики и...
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconПрограмма дисциплины Распределенные информационные системы для направления 080500. 62 «Бизнес-информатика»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080500....
Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика» iconПрограмма дисциплины «Проектирование информационных систем» для специальности 230201. 65 «Информационные системы и технологии»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230201. 65 «Информационные...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница